Wafle epitaksjalne z azotku galu: wprowadzenie do procesu produkcyjnego

Azotek Galu (GaN)wafel epitaksjalnywzrost jest złożonym procesem, często wykorzystującym metodę dwuetapową. Metoda ta obejmuje kilka krytycznych etapów, w tym wypalanie w wysokiej temperaturze, wzrost warstwy buforowej, rekrystalizację i wyżarzanie. Dzięki skrupulatnej kontroli temperatury na tych etapach dwuetapowa metoda wzrostu skutecznie zapobiega wypaczeniu płytek spowodowanemu niedopasowaniem sieci lub naprężeniami, co czyni ją dominującą metodą wytwarzaniaPłytki epitaksjalne GaNglobalnie.

1. ZrozumienieWafle epitaksjalne

Jakiśwafel epitaksjalnyskłada się z podłoża monokrystalicznego, na którym narasta nowa warstwa monokryształu. Ta warstwa epitaksjalna odgrywa kluczową rolę w określaniu około 70% wydajności końcowego urządzenia, co czyni ją niezbędnym surowcem do produkcji chipów półprzewodnikowych.

Umieszczona na wyższym szczeblu łańcucha przemysłu półprzewodników,płytki epitaksjalnesłużą jako podstawowy element wspierający cały przemysł produkcji półprzewodników. Producenci wykorzystują zaawansowane technologie, takie jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) i epitaksja z wiązek molekularnych (MBE), aby osadzać i hodować warstwę epitaksjalną na materiale podłoża. Płytki te poddawane są następnie dalszej obróbce poprzez fotolitografię, osadzanie cienkich warstw i trawienie, aby stać się płytkami półprzewodnikowymi. Następnie tewaflesą krojone w pojedyncze kostki, które następnie są pakowane i testowane w celu stworzenia końcowych układów scalonych (IC). W całym procesie produkcji chipów ciągła interakcja z fazą projektowania chipów ma kluczowe znaczenie, aby mieć pewność, że produkt końcowy spełnia wszystkie specyfikacje i wymagania dotyczące wydajności.

2. Zastosowania GaNWafle epitaksjalne

Nieodłączne właściwości GaN sprawiają, żePłytki epitaksjalne GaNszczególnie dobrze nadaje się do zastosowań wymagających dużej mocy, wysokiej częstotliwości oraz średniego i niskiego napięcia. Niektóre kluczowe obszary zastosowań obejmują:

Wysokie napięcie przebicia: Szerokie pasmo wzbronione GaN pozwala urządzeniom wytrzymać wyższe napięcia w porównaniu z tradycyjnymi odpowiednikami z krzemu lub arsenku galu. Ta cecha sprawia, że ​​GaN idealnie nadaje się do zastosowań takich jak stacje bazowe 5G i wojskowe systemy radarowe.

Wysoka wydajność konwersji: Urządzenia przełączające moc oparte na GaN wykazują znacznie niższą rezystancję włączenia w porównaniu do urządzeń krzemowych, co skutkuje mniejszymi stratami przełączania i lepszą efektywnością energetyczną.

Wysoka przewodność cieplna: Doskonała przewodność cieplna GaN umożliwia efektywne odprowadzanie ciepła, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających dużej mocy i wysokich temperatur.

Wysoka siła pola elektrycznego przebicia: Chociaż siła pola elektrycznego przebicia GaN jest porównywalna z siłą pola elektrycznego węglika krzemu (SiC), czynniki takie jak przetwarzanie półprzewodników i niedopasowanie sieci zazwyczaj ograniczają zdolność przenoszenia napięcia urządzeń GaN do około 1000 V, przy bezpiecznym napięciu roboczym na ogół poniżej 650 V.

3. Klasyfikacja GaNWafle epitaksjalne

Jako materiał półprzewodnikowy trzeciej generacji GaN oferuje wiele zalet, w tym odporność na wysoką temperaturę, doskonałą kompatybilność, wysoką przewodność cieplną i szerokie pasmo wzbronione. Doprowadziło to do jego szerokiego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu.Płytki epitaksjalne GaNmożna podzielić na kategorie na podstawie materiału podłoża: GaN-na-GaN, GaN-na-SiC, GaN-na-Sapphire i GaN-on-Silicon. Wśród nichPłytki GaN na krzemiesą obecnie najpowszechniej stosowane ze względu na niższe koszty produkcji i dojrzałe procesy produkcyjne.**