GaN-on-Si ((111) N / P Ttype substrate Epitaxy 4inch 6inch 8inch สําหรับ LED หรืออุปกรณ์พลังงาน

สารสับสราต GaN-on-Si

สับสราต GaN-on-Si (111) เป็นสิ่งจําเป็นในอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูง เนื่องจากช่องวงจรที่กว้าง, ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง และความสามารถในการนําไฟสับสราตเหล่านี้นําผลประโยชน์จากประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอนอย่างไรก็ตาม ความท้าทาย เช่น ความไม่เหมาะสมของกรอบและความแตกต่างในการขยายความร้อนระหว่าง GaN และ Si (111) ต้องแก้ไขเพื่อลดความหนาแน่นและความเครียดเทคนิคการเจริญเติบโตทางกระดูก, เช่น MOCVD และ HVPE, ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพคริสตัล สับสราต GaN-on-Si (111) ใช้อย่างแพร่หลายในอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, อุปกรณ์ RF, และเทคโนโลยี LED,ค่าใช้จ่าย, และความเข้ากันได้กับกระบวนการผลิตครึ่งตัวนําที่มีอยู่

คุณสมบัติของ GaN-on-Si substrate

กัลเลียมไนไตรไดบนซิลิคอน (GaN-on-Si) เป็นเทคโนโลยีรองที่รวมคุณสมบัติของกัลเลียมไนไตรได (GaN) กับประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอน (Si)สับสราต GaN-on-Si เป็นที่นิยมมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, อุปกรณ์ RF, และ LED เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขา. ด้านล่างนี้คือคุณสมบัติและข้อดีสําคัญของ GaN-on-Si สับสราต:

1.ความไม่ตรงกันของเกตติช

• GaNและใช่มีค่าคงที่ตราที่แตกต่างกัน ซึ่งนําไปสู่ความไม่ตรงกันของตราที่สําคัญ (~ 17%) ความไม่ตรงกันนี้สามารถทําให้เกิดความบกพร่อง เช่น การหักตัวในชั้น GaN
• เพื่อบรรเทาอาการบกพร่องเหล่านี้ ผิวพัฟเฟอร์มักถูกใช้ระหว่าง GaN และ Si เพื่อการเปลี่ยนค่าคงที่ตัวกระจกอย่างช้า ๆ

2.ความสามารถในการนําความร้อน

• GaNมีความสามารถในการนําความร้อนสูง ซึ่งทําให้การระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทําให้มันเหมาะสําหรับการใช้งานในพลังงานสูง
• ใช่ยังมีความสามารถในการนําไฟได้ดี แต่ความแตกต่างในสัมพันธ์การขยายความร้อนระหว่าง GaN และ Si อาจนําไปสู่ความเครียดและความแตกที่อาจเกิดขึ้นในชั้น GaN ระหว่างการเย็น

3.ค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาด

• ซิลิคอนสับสราตถูกกว่าและมีให้เลือกมากกว่าอื่นๆ เช่น ซาฟฟายร์หรือซิลิคอนคาร์บิด (SiC)
• ซิลิคอนวอฟเฟอร์มีในขนาดใหญ่ (สูงสุด 12 นิ้ว) ทําให้สามารถผลิตในปริมาณสูงและต้นทุนต่ํากว่า

4.คุณสมบัติไฟฟ้า

• GaNมีช่องแดนกว้าง (3.4 eV) เมื่อเทียบกับซิลิคอน (1.1 eV) ซึ่งส่งผลให้ความแรงดันการแยกสูง ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง และการสูญเสียการนําที่ต่ํา
• คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้รอง GaN-on-Si เหมาะสําหรับการใช้งานความถี่สูง, พลังงานสูง และอุณหภูมิสูง

5.การทํางานของอุปกรณ์

• อุปกรณ์ GaN-on-Si มักแสดงให้เห็นถึงความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนที่ดีและความเร็วความชุ่มชื่นสูง ส่งผลให้มีผลงานที่ดีกว่าในการใช้งาน RF และไมโครเวฟ
• GaN-on-Si ยังถูกใช้ใน LEDs ที่คุณสมบัติไฟฟ้าและความร้อนของสับสราท ส่งผลให้มีประสิทธิภาพและความสว่างสูง

6.คุณสมบัติทางกล

• คุณสมบัติทางกลของสับสราทมีความสําคัญในการผลิตอุปกรณ์แต่ความเครียดทางกลของชั้น GaN เนื่องจากความไม่เหมาะสมของกรอบและความแตกต่างของการขยายความร้อนต้องจัดการอย่างรอบคอบ.

7.ปัญหา

• ความท้าทายหลักของสารสับสราต GaN-on-Si ได้แก่ การจัดการกับความไม่ตรงกันของกรอบสูงและความขยายความร้อน ซึ่งอาจนําไปสู่การแตก, การบุก หรือการเกิดความบกพร่องในชั้น GaN
• เทคนิคที่ทันสมัย เช่น แผ่นพัดพอง สับสราตที่ออกแบบ และกระบวนการการเติบโตที่ปรับปรุงเป็นสิ่งจําเป็นในการเอาชนะปัญหาเหล่านี้

8.การใช้งาน

• อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน: GaN-on-Si ใช้ในเครื่องแปลงพลังงานประสิทธิภาพสูง อินเวอร์เตอร์ และเครื่องขยาย RF
• ไฟ LED: สับสราต GaN-on-Si ใช้ใน LED สําหรับการส่องแสงและจอแสดงผลเนื่องจากประสิทธิภาพและความสว่างของพวกเขา
• อุปกรณ์ RF และไมโครเวฟ: ผลงานความถี่สูงทําให้ GaN-on-Si เหมาะสําหรับทรานซิสเตอร์ RF และเครื่องกระตุ้นในระบบสื่อสารไร้สาย

สับสราต GaN-on-Si ให้ทางออกที่คุ้มค่าในการบูรณาการคุณสมบัติการทํางานสูงของ GaN กับการผลิตขนาดใหญ่ของซิลิคอนทําให้มันเป็นเทคโนโลยีที่สําคัญในแอพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์ที่ก้าวหน้าต่าง ๆ.

GaN-on-Si substrate รูปจริง

การใช้ GaN-on-Si สับสราท

สับสราต GaN-on-Si ใช้เป็นหลักในหลายประการที่สําคัญ:

1. อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน: GaN-on-Si ใช้กันอย่างแพร่หลายในทรานซิสเตอร์และเครื่องแปลงพลังงาน เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ความเร็วในการสลับที่เร็ว และสามารถทํางานได้ในอุณหภูมิสูง ทําให้มันเหมาะสมสําหรับเครื่องจําหน่ายพลังงานรถไฟฟ้าและระบบพลังงานที่เกิดใหม่

2. อุปกรณ์ RF: สับสราต GaN-on-Si ใช้ในเครื่องขยาย RF และทรานซิสเตอร์ไมโครเวฟ โดยเฉพาะในระบบสื่อสารและราดาร์ 5G ที่มีความสามารถและความถี่สูง

3. เทคโนโลยี LED: GaN-on-Si ใช้ในการผลิต LEDs โดยเฉพาะสําหรับ LEDs สีฟ้าและสีขาว ซึ่งนําเสนอวิธีการผลิตที่มีประหยัดและสามารถปรับขนาดได้ สําหรับการส่องแสงและจอแสดงภาพ

4. เครื่องตรวจแสงและเซ็นเซอร์: GaN-on-Si ยังถูกนําไปใช้ในเครื่องตรวจแสง UV และเซ็นเซอร์ต่างๆ โดยได้รับประโยชน์จากความกว้างของ GaN และความรู้สึกสูงต่อแสง UV

การใช้งานเหล่านี้ทําให้เห็นถึงความหลากหลายและความสําคัญของรอง GaN-on-Si ในอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

คําถามและคําตอบ

Q: ทําไม GaN มากกว่า si?

A:GaN on Si นําเสนอทางออกที่คุ้มค่าสําหรับอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยรวมข้อดีของความกว้างของ GaN ความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนสูงและความสามารถในการนําไฟด้วยความสามารถในการปรับขนาดและราคาถูกของสับสราตซิลิคอน. GaN เหมาะสําหรับการใช้งานความถี่สูง, ความดันสูง และอุณหภูมิสูง ทําให้มันเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสําหรับอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, อุปกรณ์ RF และ LEDsสับสราตซิลิคอน ทําให้ขนาดโวฟเวอร์ใหญ่ขึ้น, ลดต้นทุนการผลิตและอํานวยความสะดวกในการบูรณาการกับกระบวนการผลิตครึ่งตัวนําที่มีอยู่เทคนิคที่ทันสมัยช่วยลดปัญหาเหล่านี้, ทําให้ GaN บน Si เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสําหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

Q: GaN-on-Si คืออะไร?

A: GaN-on-Si หมายถึงชั้นของไนทรีดกัลลিয়াম (GaN) ที่เจริญเติบโตบนสับสราตซิลิคอน (Si)และมีความสามารถในการทํางานในแรงดันสูงและอุณหภูมิเมื่อเจริญเติบโตบนซิลิคอน มันรวมคุณสมบัติที่ก้าวหน้าของ GaN กับประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอนอุปกรณ์ RF, LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงอื่น ๆการบูรณาการกับซิลิคอน ทําให้มีขนาดแผ่นขนาดใหญ่และมีความสอดคล้องกับกระบวนการผลิตครึ่งตัวนําที่มีอยู่, แม้ว่าความท้าทายเช่นความไม่ตรงกันของเครือข่ายต้องจัดการ