Epitaxní destičky z nitridu galia: Úvod do procesu výroby

Gallium nitrid (GaN)epitaxní plátekrůst je složitý proces, často využívající dvoustupňovou metodu. Tato metoda zahrnuje několik kritických fází, včetně vysokoteplotního vypalování, růstu pufrovací vrstvy, rekrystalizace a žíhání. Pečlivou kontrolou teploty v průběhu těchto fází metoda dvoufázového růstu účinně zabraňuje deformaci plátku způsobenému nesouladem mřížky nebo napětím, což z ní činí převládající metodu výrobyGaN epitaxní destičkyglobálně.

1. PorozuměníEpitaxní destičky

Anepitaxní pláteksestává z monokrystalického substrátu, na kterém vyrůstá nová monokrystalická vrstva. Tato epitaxní vrstva hraje klíčovou roli při určování přibližně 70 % výkonu konečného zařízení, což z ní činí životně důležitou surovinu při výrobě polovodičových čipů.

Umístěný proti proudu v řetězci polovodičového průmyslu,epitaxní destičkyslouží jako základní součást, která podporuje celý průmysl výroby polovodičů. Výrobci využívají pokročilé technologie, jako je chemická depozice z plynné fáze (CVD) a epitaxe molekulárního paprsku (MBE) k ukládání a růstu epitaxní vrstvy na substrátovém materiálu. Tyto destičky pak podstupují další zpracování prostřednictvím fotolitografie, nanášení tenkých vrstev a leptání, aby se staly polovodičovými destičkami. Následně tytooplatkyjsou nakrájeny na jednotlivé matrice, které jsou pak zabaleny a testovány za účelem vytvoření finálních integrovaných obvodů (IC). Během celého procesu výroby čipu je zásadní neustálá interakce s fází návrhu čipu, aby bylo zajištěno, že konečný produkt splňuje všechny specifikace a požadavky na výkon.

2. Aplikace GaNEpitaxní destičky

Inherentní vlastnosti GaN makeGaN epitaxní destičkyzvláště vhodné pro aplikace vyžadující vysoký výkon, vysokou frekvenci a střední až nízké napětí. Některé klíčové oblasti použití zahrnují:

Vysoké průrazné napětí: Široká pásmová mezera GaN umožňuje zařízením vydržet vyšší napětí ve srovnání s tradičními protějšky z křemíku nebo arsenidu galia. Díky této vlastnosti je GaN ideální pro aplikace, jako jsou základnové stanice 5G a vojenské radarové systémy.

Vysoká účinnost konverze: Výkonová spínací zařízení založená na GaN vykazují výrazně nižší odpor při zapnutí ve srovnání s křemíkovými zařízeními, což má za následek snížené spínací ztráty a zlepšenou energetickou účinnost.

Vysoká tepelná vodivost: Vynikající tepelná vodivost GaN umožňuje efektivní odvod tepla, díky čemuž je vhodný pro aplikace s vysokým výkonem a vysokou teplotou.

Vysoká pevnost elektrického pole při průrazu: Zatímco intenzita průrazného elektrického pole GaN je srovnatelná s karbidem křemíku (SiC), faktory jako zpracování polovodičů a nesoulad mřížky obvykle omezují kapacitu zpracování napětí u zařízení GaN na přibližně 1000 V, s bezpečným provozním napětím obecně pod 650 V.

3. Klasifikace GaNEpitaxní destičky

Jako polovodičový materiál třetí generace nabízí GaN četné výhody, včetně odolnosti vůči vysokým teplotám, vynikající kompatibility, vysoké tepelné vodivosti a širokého pásma. To vedlo k jeho širokému přijetí v různých průmyslových odvětvích.GaN epitaxní destičkylze kategorizovat na základě materiálu jejich substrátu: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire a GaN-on-Silicon. Mezi tytoGaN-on-Silicon waferyjsou v současnosti nejpoužívanější díky nižším výrobním nákladům a vyspělým výrobním procesům.**