Кремний пластинасындағы галлий нитриді 4 дюймдік 6 дюймдік арнайы Si субстратының бағдары, кедергісі және N-типті/P-типті опциялары
Ерекше өзгешеліктері
●Кең жолақ аралығы:GaN (3,4 эВ) дәстүрлі кремниймен салыстырғанда жоғары жиілікті, жоғары қуатты және жоғары температуралық өнімділікті айтарлықтай жақсартады, бұл оны қуат құрылғылары мен РФ күшейткіштері үшін өте қолайлы етеді.
●Теңшелетін Si субстратының бағыты:Құрылғының нақты талаптарына сәйкес келу үшін <111>, <100> және басқалары сияқты әртүрлі Si субстрат бағыттарын таңдаңыз.
●Теңшелген кедергі:Құрылғының жұмысын оңтайландыру үшін Si үшін жартылай оқшаулағыштан бастап жоғары кедергілі және төмен кедергіліге дейінгі әртүрлі кедергі нұсқаларының бірін таңдаңыз.
●Допинг түрі:Қуат құрылғыларының, РФ транзисторларының немесе жарықдиодтардың талаптарына сәйкес келетін N-типті немесе P-типті легирлеу түрінде қолжетімді.
●Жоғары бұзылу кернеуі:GaN-on-Si пластиналары жоғары кернеулі тесуге ие (1200 В дейін), бұл оларға жоғары вольтты қосымшаларды өңдеуге мүмкіндік береді.
●Жылдам ауысу жылдамдығы:GaN кремнийге қарағанда электрондардың жоғары қозғалғыштығына және коммутациялық шығындардың төмендігіне ие, бұл GaN-on-Si пластиналарын жоғары жылдамдықты тізбектер үшін өте қолайлы етеді.
●Жақсартылған жылу өнімділігі:Кремнийдің жылу өткізгіштігі төмен болғанына қарамастан, GaN-on-Si дәстүрлі кремний құрылғыларына қарағанда жылуды жақсы таратумен жоғары термиялық тұрақтылықты ұсынады.
Техникалық сипаттамалар
| Параметр | Құндылық |
| Вафли өлшемі | 4 дюймдік, 6 дюймдік |
| Si субстратының бағыты | <111>, <100>, теңшелген |
| Si кедергісі | Жоғары кедергілі, жартылай оқшаулағыш, төмен кедергілі |
| Допинг түрі | N-типті, P-типті |
| GaN қабатының қалыңдығы | 100 нм – 5000 нм (теңшеуге болады) |
| AlGaN тосқауыл қабаты | 24% – 28% Al (әдеттегі 10-20 нм) |
| Ақаудың кернеуі | 600 В – 1200 В |
| Электрондардың қозғалғыштығы | 2000 см²/V·с |
| Коммутация жиілігі | 18 ГГц дейін |
| Вафли бетінің кедір-бұдырлығы | RMS ~0,25 нм (AFM) |
| GaN парақшасының кедергісі | 437,9 Ω·см² |
| Толық вафли варпы | < 25 мкм (максимум) |
| Жылу өткізгіштігі | 1,3 – 2,1 Вт/см·К |
Қолданбалар
Қуатты электроникаGaN-on-Si жаңартылатын энергия жүйелерінде, электр көліктерінде (ЭК) және өнеркәсіптік жабдықтарда қолданылатын қуат күшейткіштері, түрлендіргіштер және инверторлар сияқты қуат электроникасы үшін өте қолайлы. Оның жоғары тежелу кернеуі және төмен қосу кедергісі тіпті жоғары қуатты қолданбаларда да қуатты тиімді түрлендіруді қамтамасыз етеді.
Радиожиілік және микротолқынды байланысGaN-on-Si пластиналары жоғары жиілікті мүмкіндіктерді ұсынады, бұл оларды РФ қуат күшейткіштері, спутниктік байланыс, радар жүйелері және 5G технологияларына өте ыңғайлы етеді. Жоғары коммутация жылдамдықтарымен және жоғары жиіліктерде жұмыс істеу мүмкіндігімен (... дейін)18 ГГц), GaN құрылғылары бұл қолданбаларда жоғары өнімділікті ұсынады.
Автомобиль электроникасыGaN-on-Si автомобильдердің энергетикалық жүйелерінде, соның ішіндеборттық зарядтағыштар (OBC)жәнеТұрақты ток-тұрақты ток түрлендіргіштеріОның жоғары температурада жұмыс істеу және жоғары кернеу деңгейлеріне төтеп беру қабілеті оны қуатты сенімді түрлендіруді қажет ететін электромобильдерге жақсы сәйкес келеді.
Жарықдиодты шамдар және оптоэлектроникаGaN - таңдаулы материал көк және ақ жарықдиодты шамдарGaN-on-Si пластиналары жарықтандыру, дисплей технологиялары және оптикалық байланыс салаларында тамаша өнімділікті қамтамасыз ететін жоғары тиімді жарықдиодты жарықтандыру жүйелерін жасау үшін қолданылады.
Сұрақ-жауап
1-сұрақ: Электрондық құрылғылардағы кремниймен салыстырғанда GaN-нің артықшылығы неде?
A1:GaN-да баркеңірек тыйым салынған аймақ (3,4 эВ)кремнийге (1,1 эВ) қарағанда жоғары кернеулер мен температураларға төтеп беруге мүмкіндік береді. Бұл қасиет GaN-ға жоғары қуатты қолданбаларды тиімдірек өңдеуге мүмкіндік береді, қуат шығынын азайтады және жүйенің өнімділігін арттырады. GaN сонымен қатар жоғары жиілікті құрылғылар, мысалы, радиожиілікті күшейткіштер мен қуат түрлендіргіштері үшін өте маңызды болып табылатын жылдамырақ коммутация жылдамдығын ұсынады.
2-сұрақ: Қолдануым үшін Si субстратының бағытын реттей аламын ба?
A2:Иә, біз ұсынамызтеңшелетін Si субстратының бағыттарысияқты<111>, <100>және құрылғыңыздың талаптарына байланысты басқа да бағдарлар. Si негізінің бағдары құрылғының жұмысында, соның ішінде электрлік сипаттамаларда, жылулық мінез-құлықта және механикалық тұрақтылықта маңызды рөл атқарады.
3-сұрақ: GaN-on-Si пластиналарын жоғары жиілікті қолданбаларда қолданудың қандай артықшылықтары бар?
A3:GaN-on-Si пластиналары жоғары сапалы өнімдер ұсынадыауысу жылдамдықтары, кремниймен салыстырғанда жоғары жиіліктерде жылдамырақ жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл оларды өте қолайлы етедіRFжәнемикротолқындықолданбалар, сондай-ақ жоғары жиіліктіқуат құрылғыларысияқтыHEMTs(Жоғары электронды қозғалғыштық транзисторлары) жәнеРФ күшейткіштеріGaN электрондарының жоғары қозғалғыштығы коммутациялық шығындардың төмендеуіне және тиімділіктің жоғарылауына әкеледі.
4-сұрақ: GaN-on-Si пластиналары үшін қандай легирлеу нұсқалары бар?
A4:Біз екеуін де ұсынамызN-типтіжәнеP-типтіжартылай өткізгіш құрылғылардың әртүрлі түрлері үшін жиі қолданылатын легирлеу опциялары.N-типті допингүшін өте қолайлықуат транзисторларыжәнеРФ күшейткіштері, алP-типті допингкөбінесе жарықдиодты шамдар сияқты оптоэлектрондық құрылғылар үшін қолданылады.
Қорытынды
Біздің тапсырыс бойынша жасалған кремнийдегі галлий нитриді (GaN-on-Si) пластиналары жоғары жиілікті, жоғары қуатты және жоғары температуралы қолданбалар үшін тамаша шешім ұсынады. Теңшелетін Si субстратының бағдарлары, кедергісі және N-типті/P-типті қоспаларымен бұл пластиналар энергетикалық электроника мен автомобиль жүйелерінен бастап РФ байланысы мен LED технологияларына дейінгі салалардың нақты қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін бейімделген. GaN-ның жоғары қасиеттерін және кремнийдің масштабталуын пайдалана отырып, бұл пластиналар келесі буын құрылғылары үшін жақсартылған өнімділік, тиімділік және болашаққа төзімділік ұсынады.
Егжей-тегжейлі диаграмма
