Substrate GaN-sur-Si Epitaxy Si 110 111 110 de 8 pouces pour les réacteurs MOCVD ou les applications d'énergie RF
Numéro de modèle:GaN-sur-Si
Lieu d'origine:Chine
Conditions de paiement:T/T
Délai de livraison:2 à 4 semaines
Dureté mécanique:9 à Mohs
Module de Young:Pour les appareils de traitement des eaux usées, les caractéristiques suivantes sont applicables:
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Chambre 1-1805, no.1079 rue Dianshanhu, région de Qingpu, ville de Shanghai, Chine /201799
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8 pouces GaN-sur-Si Epitaxy si substrat ((110 111 110) pour les réacteurs MOCVD ou l'application de l'énergie RF
8 pouces de GaN sur Si Epitaxy résumé
Le processus d'épitaxie GaN-sur-Si de 8 pouces implique la culture d'une couche de nitrure de gallium (GaN) sur un substrat de silicium (Si), qui a un diamètre de 8 pouces.,Une partie cruciale de cette structure est la couche tampon épitaxielle,qui gère le décalage de réseau et les différences de dilatation thermique entre GaN et SiCette technologie est essentielle pour la production d'électronique de puissance haut rendement, de dispositifs RF et de LED,offrant un équilibre entre performance et coût, et est de plus en plus utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs grande échelle en raison de sa compatibilité avec les procédés de silicium existants.
Propriétés de l'épitaxy GaN-sur-Si de 8 pouces
Propriétés matérielles
Large bande passante: Le GaN est un semi-conducteur bande passante large avec une énergie de bande passante de 3,4 eV. Cette propriété permet aux appareils base de GaN de fonctionner des tensions, des températures, des températures et des fréquences plus élevées.et fréquences par rapport aux dispositifs traditionnels base de siliciumL'écart de bande large conduit également des tensions de rupture plus élevées, ce qui rend le GaN-on-Si idéal pour les applications haute puissance.
Mobilité électronique élevée et vitesse de saturation: Le GaN présente une mobilité électronique élevée (généralement autour de 2000 cm2/Vs) et une vitesse de saturation élevée (~ 2,5 x 107 cm/s).qui sont cruciaux pour les appareils RF et les transistors de puissance.
Conductivité thermique élevée: Le GaN a une meilleure conductivité thermique que le silicium, ce qui contribue une dissipation de chaleur efficace.Ceci est particulièrement important dans les appareils haute puissance où la gestion thermique est essentielle pour maintenir les performances et la fiabilité des appareils..
Champ électrique critique élevé: le champ électrique critique du GaN est d'environ 3,3 MV/cm, ce qui permet aux appareils GaN de gérer des champs électriques plus élevés sans se décomposer,contribuant une plus grande efficacité et densité de puissance dans l'électronique de puissance.
Propriétés structurelles et mécaniques
Le décalage des grilles et la contrainte: L'un des défis de l'épitaxe GaN-sur-Si est le décalage significatif entre GaN et Si (environ 17%).qui peuvent entraîner des dislocations et des défautsCependant, les progrès réalisés dans les techniques de croissance épitaxiale, telles que l'utilisation de couches tampons et de stratégies de gestion des souches, ont atténué ces problèmes.permettant la production de plaquettes GaN-sur-Si de haute qualité.
L'inclinaison et la déformation des plaquettes: En raison de la différence de coefficients de dilatation thermique entre GaN et Si, le stress thermique peut provoquer une flexion ou une déformation de la gaufre pendant le processus de croissance épitaxielle.Cette déformation mécanique peut affecter les étapes ultérieures de fabrication du dispositifLe contrôle des conditions de croissance et l'optimisation des couches tampons sont essentiels pour minimiser ces effets et assurer la planéité des plaquettes.
Propriétés électriques et performances
Voltage de rupture élevé: La combinaison de l'écart de bande large de GaN et du champ électrique critique élevé donne lieu des dispositifs haute tension de rupture.leur permettant de gérer des tensions et des courants plus élevés avec une plus grande efficacité et fiabilité.
Faible résistance: Les dispositifs GaN-on-Si présentent généralement une résistance l'allumage inférieure celle des appareils base de silicium.en particulier dans les applications de commutation de puissance.
Efficacité et densité d'énergie: La technologie GaN-on-Si permet le développement de dispositifs plus forte densité et efficacité de puissance.lorsque la réduction de la taille et l'amélioration des performances constituent des défis continus.
Coût et évolutivité
L'un des principaux avantages de l'utilisation d'un substrat en silicium de 8 pouces pour l'épitaxie du GaN est l'évolutivité et la réduction des coûts.Les substrats de silicium sont largement disponibles et moins chers que d'autres substrats tels que le saphir ou le carbure de silicium (SiC)La possibilité d'utiliser des plaquettes de 8 pouces plus grandes signifie également que plus d'appareils peuvent être fabriqués par plaquette, ce qui entraîne des économies d'échelle et des coûts de production plus faibles.
| Catégorie de paramètres | Paramètre | Valeur/intervalle | Les commentaires |
| Propriétés matérielles | Faille de bande de GaN | 3.4 eV | Semi-conducteurs large bande, adaptés aux applications haute température, haute tension et haute fréquence |
| Faille de bande de Si | 1.12 eV | Le silicium comme matériau de substrat offre une bonne rentabilité | |
| Conductivité thermique | 130 170 W/m·K | Conductivité thermique de la couche GaN; le substrat de silicium est d'environ 149 W/m·K | |
| Mobilité des électrons | 1000 2000 cm2/V·s | Mobilité électronique dans la couche GaN, supérieure celle du silicium | |
| Constante diélectrique | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Constantes diélectriques de GaN et de Si | |
| Coefficient de dilatation thermique | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Décalage des coefficients de dilatation thermique du GaN et du Si, potentiellement l'origine de contraintes | |
| Constante de la grille | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Décalage constant de la grille entre GaN et Si, pouvant entraîner des dislocations | |
| Densité de dislocation | 108 109 cm2 | Densité de dislocation typique dans la couche GaN, selon le processus de croissance épitaxielle | |
| Dureté mécanique | 9 Mohs | Dureté mécanique du GaN, résistance l'usure et durabilité | |
| Spécifications des plaquettes | Diamètre de la gaufre | 2 pouces, 4 pouces, 6 pouces, 8 pouces | Tailles courantes pour le GaN sur les plaquettes de Si |
| Épaisseur de la couche GaN | 1 10 μm | En fonction des besoins spécifiques de l'application | |
| Épaisseur du substrat | 500 725 μm | Épaisseur typique du substrat en silicium pour la résistance mécanique | |
| Roughness de la surface | RMS inférieure 1 nm | Roughness de la surface après polissage, assurant une croissance épitaxielle de haute qualité | |
| Hauteur des marches | < 2 nm | Hauteur des marches dans la couche GaN, affectant les performances du dispositif | |
| Arche de gaufre | < 50 μm | L'arc de la gaufre, qui influence la compatibilité des procédés | |
| Propriétés électriques | Concentration d'électrons | 1016 1019 cm−3 | concentration de dopage de type n ou de type p dans la couche GaN |
| Résistance | 10−3-10−2 Ω·cm | Résistivité typique de la couche GaN | |
| Décomposition du champ électrique | 3 MV/cm | Résistance élevée au champ de rupture dans la couche GaN, adaptée aux appareils haute tension | |
| Propriétés optiques | Longueur d'onde d'émission | 365 405 nm (UV/bleu) | longueur d'onde d'émission du matériau GaN, utilisé dans les LED et les lasers |
| Coefficient d'absorption | ~ 104 cm−1 | Coefficient d'absorption du GaN dans la gamme de la lumière visible | |
| Propriétés thermiques | Conductivité thermique | 130 170 W/m·K | Conductivité thermique de la couche GaN; le substrat de silicium est d'environ 149 W/m·K |
| Coefficient de dilatation thermique | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Décalage des coefficients de dilatation thermique du GaN et du Si, potentiellement l'origine de contraintes | |
| Propriétés chimiques | Stabilité chimique | Très haut | Le GaN a une bonne résistance la corrosion, adapté aux environnements difficiles |
| Traitement de surface | Sans poussière, sans contamination | Exigence de propreté de la surface de la plaque GaN | |
| Propriétés mécaniques | Dureté mécanique | 9 Mohs | Dureté mécanique du GaN, résistance l'usure et durabilité |
| Module de Young | Pour les appareils de traitement des eaux usées, les caractéristiques suivantes sont applicables: | Module de Young de GaN et de Si, affectant les propriétés mécaniques du dispositif | |
| Paramètres de production | Méthode de croissance épitaxienne | Le nombre d'heures de travail est calculé en fonction de la période de travail. | Méthodes de croissance épitaxielle courantes pour les couches de GaN |
| Taux de rendement | Dépend du contrôle du processus et de la taille de la gaufre | Le rendement est influencé par des facteurs tels que la densité de dislocation et l'arc de la gaufre | |
| Température de croissance | 1000 1200°C | Température typique pour la croissance épitaxielle de la couche GaN | |
| Taux de refroidissement | Refroidissement contrôlé | La vitesse de refroidissement est généralement contrôlée pour prévenir la contrainte thermique et l'arc de la gaufre |
Les applications de l'épitaxy 8 pouces GaN-sur-Si
L'épitaxie GaN-on-Si (Nitrure de gallium sur silicium) de 8 pouces est une technologie transformatrice qui a permis des progrès significatifs dans diverses applications hautes performances.L'intégration de GaN sur des substrats de silicium combine les propriétés supérieures de GaN avec le coût-efficacité et l'évolutivité du siliciumVoici les principales applications de l'épitaxie GaN-sur-Si de 8 pouces:
1.Électronique de puissance
Transistors de puissance: Le GaN-sur-Si est de plus en plus utilisé dans les transistors de puissance, tels que les transistors haute mobilité électronique (HEMT) et les transistors effet de champ semi-conducteurs d'oxyde de métal (MOSFET).Ces transistors bénéficient de la grande mobilité électronique de GaN, haute tension de rupture et faible résistance, ce qui les rend idéales pour une conversion d'énergie efficace dans des applications telles que les centres de données, les véhicules électriques (VE) et les systèmes d'énergie renouvelable.
Convertisseurs de puissance: Les performances supérieures du GaN-sur-Si dans la commutation haute fréquence permettent le développement de convertisseurs de puissance compacts et efficaces.Ces convertisseurs sont essentiels dans des applications allant des adaptateurs et chargeurs CA/CC aux sources d'alimentation industrielles et aux onduleurs photovoltaïques.
Invertisseurs pour les énergies renouvelables: Les onduleurs GaN-sur-Si sont utilisés dans les systèmes solaires et les éoliennes.Leur capacité fonctionner des fréquences et des tensions plus élevées tout en minimisant les pertes d'énergie conduit une production d'énergie renouvelable plus efficace et fiable.
2.Applications en radiofréquence (RF)
Amplificateurs de puissance RF: Le GaN-sur-Si est largement utilisé dans les amplificateurs de puissance RF en raison de sa capacité fonctionner des fréquences élevées avec une efficacité élevée.y compris les stations de base 5G, des communications par satellite et des systèmes de radar.
Amplificateurs faible bruit (LNA): Dans les applications RF, les LNA base de GaN sur Si sont utilisés pour amplifier les signaux faibles sans ajouter de bruit significatif, améliorant ainsi la sensibilité et les performances des systèmes de communication.
Systèmes de radar et de défense: La haute densité de puissance et l'efficacité du GaN-sur-Si le rendent adapté aux applications radar et de défense, où un fonctionnement fiable et performant est essentiel.
3.Optoélectronique
Diodes électroluminescentes: La technologie GaN-on-Si est utilisée dans la production de LED, en particulier pour les technologies d'éclairage et d'affichage généraux.L'évolutivité des plaquettes de 8 pouces permet une fabrication rentable de LED de haute luminosité utilisées dans diverses applications industrielles et de consommation.
Diodes laser: Le GaN-sur-Si est également utilisé dans le développement de diodes laser, qui sont utilisées dans le stockage optique, les communications et les dispositifs médicaux.La combinaison de l'efficacité élevée du GaN et de l'évolutivité du silicium rend ces appareils plus accessibles et abordables..
4.Véhicules électriques (VE) et automobiles
Chargeurs et onduleurs embarqués: Les dispositifs GaN-on-Si font partie intégrante des chargeurs et des onduleurs embarqués utilisés dans les véhicules électriques.contribuant une autonomie plus longue et des temps de recharge plus rapides.
Systèmes avancés d'assistance au conducteur (ADAS): Le fonctionnement haute fréquence et l'efficacité du GaN-sur-Si sont précieux dans les ADAS, qui reposent sur les technologies radar et LiDAR pour fournir des données en temps réel pour une conduite plus sûre.
5.Centres de données et serveurs
Unités d'alimentation électrique: La technologie GaN-on-Si est utilisée dans les unités de service public pour les centres de données et les serveurs, offrant une efficacité plus élevée et une production de chaleur réduite par rapport aux sources d'alimentation traditionnelles base de silicium.Cela conduit une réduction des coûts de refroidissement et une efficacité énergétique globale améliorée.
Gestion de l'énergie haut rendement: La taille compacte et l'efficacité des appareils GaN-on-Si les rendent idéaux pour des systèmes de gestion de l'énergie avancés dans les centres de données, où l'efficacité énergétique et la fiabilité sont primordiales.
6.Produits électroniques de consommation
Chargeurs rapides: Le GaN-on-Si est de plus en plus utilisé dans les chargeurs rapides pour smartphones, ordinateurs portables et autres appareils portables.réduire les temps de recharge.
Adaptateurs de puissance: La taille compacte et l'efficacité élevée des adaptateurs d'alimentation base de GaN sur Si en font un choix privilégié pour l'électronique grand public, ce qui conduit des solutions de charge plus portables et écoénergétiques.
7.Les télécommunications
Stations de base: Le GaN-sur-Si est essentiel pour les amplificateurs de puissance utilisés dans les stations de base 5G.permettre le déploiement de réseaux de communication plus rapides et plus fiables.
Communication par satellite: Les capacités de puissance et de fréquence élevées des appareils GaN-on-Si sont également bénéfiques dans les systèmes de communication par satellite, améliorant la force du signal et les taux de transmission des données.
Conclusion
Les applications de l'épitaxie GaN-sur-Si de 8 pouces couvrent un large éventail d'industries, de l'électronique de puissance et des télécommunications l'optoélectronique et aux systèmes automobiles.Sa capacité combiner des performances élevées avec une fabrication rentable en fait un facteur clé de la technologie de nouvelle génération, stimuler l'innovation dans divers secteurs forte demande.
Une photo de 8 pouces de GaN sur Si Epitaxy.
Questions et réponses
Q: Quels sont les avantages du nitrure de gallium par rapport au silicium?
A: Je suis désolé.Le nitrure de gallium (GaN) offre des avantages significatifs par rapport au silicium (Si) en raison de son large espace de bande, de sa plus grande mobilité électronique et de sa meilleure conductivité thermique.Ces propriétés permettent aux appareils GaN de fonctionner des tensions plus élevées, températures et fréquences avec une plus grande efficacité et des vitesses de commutation plus rapides. GaN a également une tension de rupture plus élevée, une résistance d'allumage plus faible et peut gérer des densités de puissance plus élevées,ce qui le rend idéal pour l'électronique de puissance, les applications RF et les opérations haute fréquence, où la compacité, l'efficacité et la gestion thermique sont essentielles.
Substrate GaN-sur-Si Epitaxy Si 110 111 110 de 8 pouces pour les réacteurs MOCVD ou les applications d'énergie RF
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