|
| ชื่อแบรนด์: | ZMSH |
| เลขรุ่น: | กาน-ออน-ซี |
| เงื่อนไขการจ่ายเงิน: | T/T |
8 นิ้ว GaN-on-Si Epitaxy si substrate ((110 111 110) สําหรับเรอคเตอร์ MOCVD หรือการใช้พลังงาน RF
กระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการ,ความสามารถในการนําไฟได้สูง และคุณสมบัติที่มีความกว้างขวางกับความสามารถในการปรับขนาดและประหยัดของซิลิคอน ส่วนสําคัญของโครงสร้างนี้คือชั้นผูกผูกซึ่งจัดการกับความไม่ตรงกันของกรวยและความแตกต่างในการขยายความร้อนระหว่าง GaN และ Si, รับประกันความสมบูรณ์แบบและผลงานของชั้น GaN เทคโนโลยีนี้มีความสําคัญในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์พลังงานประสิทธิภาพสูง, อุปกรณ์ RF, และ LEDsให้ความสมดุลระหว่างผลงานและค่าใช้จ่าย, และถูกใช้มากขึ้นในการผลิตครึ่งตัวนําขนาดใหญ่ เนื่องจากความเข้ากันได้กับกระบวนการซิลิคอนที่มีอยู่
คุณสมบัติของวัตถุ
แบนด์เกปกว้าง: GaN เป็นเซมีคอนดักเตอร์แบนด์เกปขนาดใหญ่ที่มีพลังงานแบนด์เกป 3.4 eV คุณสมบัตินี้ทําให้อุปกรณ์ที่ใช้ GaN สามารถทํางานได้ในแรงดันที่สูงขึ้น, อุณหภูมิและความถี่เมื่อเทียบกับอุปกรณ์พื้นฐานซิลิคอนแบบดั้งเดิมช่องแดนที่กว้างขวางยังนําไปสู่ความดันการแยกที่สูงขึ้น ทําให้ GaN-on-Si เหมาะสําหรับการใช้งานพลังงานสูง
ความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนสูง และความเร็วของการเจริญ: GaN แสดงความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง (โดยทั่วไปประมาณ 2000 cm2/Vs) และความเร็วความอิ่มสูง (~ 2.5 x 107 cm/s) คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้ความเร็วการสลับที่รวดเร็วและการทํางานความถี่สูงที่สําคัญสําหรับอุปกรณ์ RF และทรานซิสเตอร์พลังงาน.
ความสามารถในการนําความร้อนสูง: GaN มีการนําความร้อนที่ดีกว่าซิลิคอน ซึ่งช่วยในการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพนี้สําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์พลังงานสูง ที่การจัดการทางความร้อนเป็นสิ่งสําคัญในการรักษาผลงานของอุปกรณ์และความน่าเชื่อถือ.
สนามไฟฟ้าสําคัญสูง: สาขาไฟฟ้าที่สําคัญของ GaN อยู่ในระดับ 3.3 MV/cm ซึ่งสูงกว่าซิลิคอนเป็นอย่างมาก ซึ่งทําให้อุปกรณ์ GaN สามารถจัดการกับสนามไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้โดยไม่ต้องแตกส่งผลให้มีประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นในอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน.
คุณสมบัติโครงสร้างและเครื่องกล
ความไม่เหมาะสมและความเครียดของเครือ: หนึ่งในความท้าทายใน GaN-on-Si epitaxy คือความไม่ตรงกันที่สําคัญระหว่าง GaN และ Si (ประมาณ 17%) ความไม่ตรงกันนี้ทําให้เกิดความเครียดในชั้น epitaxialซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการหักตัวและความบกพร่องอย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าในเทคนิคการเจริญเติบโตทางกระดูกเชิงตัว เช่น การใช้ชั้นผ่อนและกลยุทธ์การจัดการความเครียด ได้ลดปัญหาเหล่านี้ที่อนุญาตให้มีการผลิตแผ่น GaN-on-Si ที่มีคุณภาพสูง.
การบุกและบิดของวอเฟอร์: เนื่องจากความแตกต่างในสัมประสิทธิภาพการขยายความร้อนระหว่าง GaN และ Si ความเครียดทางความร้อนสามารถทําให้กระดาษผงโค้งหรือบิดระหว่างกระบวนการการเติบโต Epitaxialการปรับปรุงทางกลนี้สามารถส่งผลกระทบต่อขั้นตอนการผลิตอุปกรณ์การควบคุมสภาพการเติบโตและการปรับปรุงชั้นพัฟเฟอร์เป็นสิ่งสําคัญในการลดลดผลเหล่านี้และรับประกันความเรียบของโวฟเฟอร์
คุณสมบัติไฟฟ้าและการทํางาน
ความดันการแยกสูง: การผสมผสานกันของ GaN ที่มีความกว้างขวางและสนามไฟฟ้าที่มีความสําคัญสูง ส่งผลให้มีอุปกรณ์ที่มีความดันการแยกที่สูง คุณสมบัตินี้มีความสําคัญสําหรับอุปกรณ์พลังงานทําให้พวกเขาสามารถจัดการกับความแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น ด้วยประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือมากขึ้น.
ความต้านทานต่ํา: อุปกรณ์ GaN-on-Si ปกติแสดงให้เห็นถึงความต้านทานในการเปิดที่ต่ํากว่าเทียบกับคณะที่ใช้ซิลิคอน. การลดความต้านทานนี้แปลว่าการสูญเสียพลังงานที่ต่ํากว่าและมีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยเฉพาะในแอพลิเคชั่นการเปลี่ยนพลังงาน.
ประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงาน: เทคโนโลยี GaN-on-Si ทําให้สามารถพัฒนาอุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นพลังงานและประสิทธิภาพสูงขึ้นในกรณีที่การลดขนาดและการปรับปรุงผลประกอบการเป็นปัญหาต่อเนื่อง.
ค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาด
หนึ่งในข้อดีสําคัญของการใช้สับสราตซิลิคอน 8 นิ้วสําหรับการปรับปรุงการปรับปรุง GaN คือความสามารถในการปรับขนาดและการลดต้นทุนสับสราตซิลิคอนมีอยู่ทั่วไปและราคาถูกกว่าสับสราตอื่น ๆ เช่น ซาฟฟายร์หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)ความสามารถในการใช้วอฟเฟอร์ขนาดใหญ่ 8 นิ้วยังหมายความว่าสามารถผลิตอุปกรณ์ได้มากกว่าต่อวอฟเฟอร์ ซึ่งนําไปสู่การประหยัดขนาดและต้นทุนการผลิตที่ต่ํากว่า
| ประเภทปารามิเตอร์ | ปริมาตร | ค่า/ระดับ | ความเห็น |
| คุณสมบัติของวัตถุ | ความแตกต่างของ GaN | 3.4 eV | หัวหินขนาดกว้าง เหมาะสําหรับอุณหภูมิสูง โลตสูง และความถี่สูง |
| ช่องว่างของ Si | 1.12 eV | ซิลิคอนเป็นวัสดุพื้นฐานที่ให้ประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายที่ดี | |
| ความสามารถในการนําความร้อน | 130-170 W/m·K | ความสามารถในการนําไฟของชั้น GaN; สับสราทซิลิคอนประมาณ 149 W/m·K | |
| ความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอน | 1000-2000 cm2/V·s | ความเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนในชั้น GaN มากกว่าในซิลิคอน | |
| คอนสแตนตรอัดไฟฟ้า | 9.5 (GaN) 11.9 (Si) | สถานที่ดียิเลคทริกของ GaN และ Si | |
| คออฟเฟกชั่นการขยายความร้อน | 5.6 ppm/°C (GaN), 2.6 ppm/°C (Si) | ความไม่เหมาะสมในสัดส่วนการขยายความร้อนของ GaN และ Si ที่อาจทําให้เกิดความเครียด | |
| คอนสแตนตี้เกตติ | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | ความไม่ตรงกันระหว่าง GaN และ Si ที่อาจนําไปสู่การหักตัว | |
| ความหนาแน่นของการหักตัว | 108-109 ซม−2 | ความหนาแน่นของการหลุดตัวแบบปกติในชั้น GaN ขึ้นอยู่กับกระบวนการการเติบโต Epitaxial | |
| ความแข็งแรงทางกล | 9 โมห์ส | ความแข็งแรงทางกลของ GaN ให้ความทนทานและความทนทาน | |
| รายละเอียดของวอลเฟอร์ | กว้างของวอลเลอร์ | 2 นิ้ว 4 นิ้ว 6 นิ้ว 8 นิ้ว | ขนาดทั่วไปสําหรับ GaN บนแผ่น Si |
| ความหนาชั้น GaN | 1-10 μm | ขึ้นอยู่กับความต้องการการใช้งานเฉพาะ | |
| ความหนาของพื้นฐาน | 500-725 μm | ความหนาแบบของสับสราตซิลิคอนสําหรับความแข็งแรงทางกล | |
| ความหยาบคายของพื้นผิว | < 1 nm RMS | ความหยาบคายของพื้นผิวหลังการเคลือบ, รับประกันการเติบโต Epitaxial คุณภาพสูง | |
| ความสูงของบันได | < 2 nm | ความสูงของบันไดในชั้น GaN ที่ส่งผลกระทบต่อการทํางานของอุปกรณ์ | |
| โวฟเฟอร์โบว์ | < 50 μm | กระดานกระดาน กระดานกระดาน กระดานกระดาน กระดานกระดาน กระดานกระดาน กระดานกระดาน | |
| คุณสมบัติไฟฟ้า | คอนเซ็นทรัลอิเล็กตรอน | 1016-1019 ซม−3 | ความถี่ของยาดอปปิ้งชนิด n หรือชนิด p ในชั้น GaN |
| ความต้านทาน | 10−3-10−2 Ω·cm | ความต้านทานแบบของชั้น GaN | |
| การทําลายสนามไฟฟ้า | 3 MV/cm | ความเข้มข้นของสนามการแยกที่สูงในชั้น GaN เหมาะสําหรับอุปกรณ์ความดันสูง | |
| คุณสมบัติทางแสง | ความยาวคลื่นการปล่อย | 365-405 nm (UV/Blue) | ความยาวคลื่นการปล่อยของวัสดุ GaN ที่ใช้ใน LED และเลเซอร์ |
| คออฟเฟกชั่นการดูดซึม | ~ 104 ซม -1 | คอยเฟอริเจนต์การดูดซึมของ GaN ในช่วงแสงที่มองเห็นได้ | |
| คุณสมบัติความร้อน | ความสามารถในการนําความร้อน | 130-170 W/m·K | ความสามารถในการนําไฟของชั้น GaN; สับสราทซิลิคอนประมาณ 149 W/m·K |
| คออฟเฟกชั่นการขยายความร้อน | 5.6 ppm/°C (GaN), 2.6 ppm/°C (Si) | ความไม่เหมาะสมในสัดส่วนการขยายความร้อนของ GaN และ Si ที่อาจทําให้เกิดความเครียด | |
| คุณสมบัติทางเคมี | ความมั่นคงทางเคมี | สูง | GaN มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดี เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
| การบํารุงผิว | ไม่มีฝุ่น ไม่มีปนเปื้อน | ความต้องการความสะอาดของผิวแผ่น GaN | |
| คุณสมบัติทางกล | ความแข็งแรงทางกล | 9 โมห์ส | ความแข็งแรงทางกลของ GaN ให้ความทนทานและความทนทาน |
| โมดูลัสของยอง | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | โมดูลัสของยองของ GaN และ Si ที่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของอุปกรณ์ | |
| ปริมาตรการผลิต | วิธีการเจริญเติบโตทางกระดูก | MOCVD, HVPE, MBE | วิธีการเจริญเติบโตแบบ Epitaxial ที่ทั่วไปสําหรับชั้น GaN |
| อัตราผลิต | ขึ้นอยู่กับการควบคุมกระบวนการและขนาดของวอลเฟอร์ | ผลผลิตถูกส่งผลกระทบจากปัจจัย เช่น ความหนาแน่นของการสับสนและกระดานของกระดาน | |
| อุณหภูมิการเติบโต | 1000-1200 °C | อุณหภูมิเฉพาะสําหรับการเติบโต Epitaxial ของชั้น GaN | |
| อัตราการเย็น | การปรับปรุงความเย็น | อัตราการเย็นมักจะควบคุมเพื่อป้องกันความเครียดทางอุณหภูมิและกระดูก |
อีปิตา็กซี่ GaN-on-Si (Gallium Nitride on Silicon) ขนาด 8 นิ้ว เป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงได้ทําให้มีการก้าวหน้าอย่างสําคัญในการใช้งานที่มีความสามารถสูงหลายอย่างการบูรณาการของ GaN บนซับสราตซิลิคอนรวมคุณสมบัติที่ดีกว่าของ GaN กับประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอน, ทําให้มันเป็นทางออกที่น่าสนใจสําหรับอุตสาหกรรมที่หลากหลาย. นี่คือการใช้งานหลักของ GaN-on-Si
ทรานซิสเตอร์พลังงาน: GaN-on-Si ใช้มากขึ้นในทรานซิสเตอร์พลังงาน เช่น ทรานซิสเตอร์เคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง (HEMT) และทรานซิสเตอร์ผลสนามโลหะ-ออกไซด์-ครึ่งนํา (MOSFETs)ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ได้รับประโยชน์จากความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูงของ GaN, ความดันการแยกที่สูง และความต้านทานที่ต่ํา ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการแปลงพลังงานที่ประสิทธิภาพในการใช้งาน เช่น ศูนย์ข้อมูล รถไฟฟ้า (EV) และระบบพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้
เครื่องแปลงพลังงาน: ผลงานที่เหนือกว่าของ GaN-on-Si ในการสลับความถี่สูง ทําให้การพัฒนาของเครื่องแปลงพลังงานที่คอมแพคตและมีประสิทธิภาพเครื่องแปลงไฟฟ้าเหล่านี้มีความจําเป็นในการใช้งานตั้งแต่ตัวปรับเปลี่ยนและชาร์จ AC / DC ไปยังเครื่องพลังงานอุตสาหกรรมและเครื่องเปลี่ยนไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้า.
อินเวอร์เตอร์สําหรับพลังงานที่เกิดใหม่: อินเวอร์เตอร์ GaN-on-Si ใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์และอุปกรณ์เรือนลมความสามารถในการทํางานที่ความถี่และความแรงดันที่สูงขึ้นในขณะที่ลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด นําไปสู่การผลิตพลังงานที่เกิดจากแหล่งพลังงานใหม่ที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือมากขึ้น.
เครื่องเสริมพลังงาน RF: GaN-on-Si ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องขยายกําลัง RF เนื่องจากความสามารถในการทํางานในความถี่สูงที่มีประสิทธิภาพสูงรวมถึงสถานีฐาน 5G, การสื่อสารทางดาวเทียม และระบบราดาร์
เครื่องเสริมเสียงเสียงต่ํา (LNA): ในการใช้งาน RF, LNAs ที่ใช้ GaN-on-Si ใช้ในการขยายสัญญาณที่อ่อนแอโดยไม่เพิ่มเสียงที่สําคัญ, ปรับปรุงความรู้สึกและผลงานของระบบสื่อสาร
ระบบราดาร์และระบบป้องกัน: ความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพสูงของ GaN-on-Si ทําให้มันเหมาะสําหรับการนําไปใช้ในระบบราดาร์และการป้องกัน
ไดโอเดสปล่อยแสง (LED): เทคโนโลยี GaN-on-Si ใช้ในการผลิต LEDs โดยเฉพาะสําหรับเทคโนโลยีแสงทั่วไปและการแสดงภาพความสามารถในการปรับขนาดของโวฟเฟอร์ขนาด 8 นิ้วทําให้การผลิต LED ความสว่างสูงที่ใช้ในการใช้งานผู้บริโภคและอุตสาหกรรมต่างๆ มีประหยัด.
ไดโอเดสเลเซอร์: GaN-on-Si ยังถูกใช้ในการพัฒนาไดโอเดสเลเซอร์ ซึ่งใช้ในการเก็บแสง, การสื่อสาร, และอุปกรณ์การแพทย์การรวมประสิทธิภาพสูงของ GaN กับความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอน ทําให้อุปกรณ์เหล่านี้เข้าถึงได้ง่ายและถูกกว่า.
เครื่องชาร์จและอินเวอร์เตอร์บนเครื่อง: อุปกรณ์ GaN-on-Si เป็นส่วนประกอบของเครื่องชาร์จและเครื่องเปลี่ยนที่ใช้ในรถไฟฟ้า ส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพสูงและขนาดเล็กของ GaNส่งผลให้มีระยะทางขับรถที่ยาวและเวลาชาร์จที่เร็วขึ้น.
ระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ที่ทันสมัย (ADAS): การทํางานความถี่สูงและประสิทธิภาพของ GaN-on-Si มีคุณค่าใน ADAS ซึ่งพึ่งพากับเทคโนโลยีราดาร์และ LiDAR เพื่อให้ข้อมูลในเวลาจริงเพื่อการขับขี่ที่ปลอดภัยกว่า
หน่วยไฟฟ้า (PSU): เทคโนโลยี GaN-on-Si ถูกใช้ใน PSU สําหรับศูนย์ข้อมูลและเซอร์เวอร์ โดยให้ประสิทธิภาพสูงขึ้นและการผลิตความร้อนที่ลดลง เมื่อเทียบกับเครื่องพลังงานพื้นฐานซิลิคอนแบบดั้งเดิมผลลัพธ์คือต้นทุนในการทําความเย็นลดลง และเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานโดยรวม.
การจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง: ขนาดเล็กและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ GaN-on-Si ทําให้มันเหมาะสมสําหรับระบบการจัดการพลังงานที่ทันสมัยในศูนย์ข้อมูล
เครื่องชาร์จเร็ว: GaN-on-Si ถูกใช้ในเครื่องชาร์จเร็วสําหรับสมาร์ทโฟน, คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์พกพาอื่น ๆลดเวลาชาร์จ.
เครื่องปรับพลังงาน: ขนาดเล็กและประสิทธิภาพสูงของตัวปรับพลังงานที่ใช้กับ GaN-on-Si ทําให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่นิยมสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค ส่งผลให้มีวิธีการชาร์จที่พกพาและประหยัดพลังงานมากขึ้น
สถานีฐาน: GaN-on-Si สําคัญสําหรับเครื่องขยายกําลังที่ใช้ในสถานีฐาน 5G เทคโนโลยีรองรับความถี่สูงและประสิทธิภาพสูงขึ้นทําให้การจัดตั้งเครือข่ายการสื่อสารที่เร็วและน่าเชื่อถือมากขึ้น.
การสื่อสารผ่านดาวเทียม: พลังงานสูงและความถี่ของอุปกรณ์ GaN-on-Si ยังมีประโยชน์ในระบบสื่อสารดาวเทียม, ปรับปรุงความแข็งแรงของสัญญาณและอัตราการส่งข้อมูล
การใช้งานของ GaN-on-Si 8 นิ้ว ผ่านอุตสาหกรรมที่กว้างขวาง จากอิเล็กทรอนิกส์พลังงานและโทรคมนาคม ไปยังอิเล็กทรอนิกส์แสงและระบบรถยนต์ความสามารถในการผสมผสานผลงานสูงกับการผลิตที่มีประหยัดทําให้มันเป็นตัวช่วยสําคัญของเทคโนโลยีรุ่นใหม่, การขับเคลื่อนนวัตกรรมในสาขาต่าง ๆ ที่มีความต้องการสูง
Q: ข้อดีของแกลเลียมไนไตรด์เหนือซิลิคอนคืออะไร?
A:กัลเลียมไนทไรด์ (GaN) ให้ข้อดีที่สําคัญเหนือซิลิคอน (Si) เนื่องจากช่องแดนที่กว้าง, ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนที่สูงขึ้น, และการนําความร้อนที่ดีกว่า.คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้อุปกรณ์ GaN สามารถทํางานได้ในแรงดันที่สูงกว่า, อุณหภูมิและความถี่ที่มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความเร็วการสลับที่เร็วขึ้น GaN ยังมีแรงกระหน่ําการแยกที่สูงกว่า, ความต้านทานที่ต่ํากว่าและสามารถรับมือความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าทําให้มันเหมาะสมสําหรับอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, การใช้งาน RF และการปฏิบัติงานความถี่สูง, ที่ความจุ, ประสิทธิภาพและการจัดการความร้อนเป็นสิ่งสําคัญ
