Gallium-nitrid epitaxiális lapkák: Bevezetés a gyártási folyamatba

gallium-nitrid (GaN)epitaxiális ostyaA növekedés összetett folyamat, amely gyakran kétlépéses módszert alkalmaz. Ez a módszer több kritikus szakaszt foglal magában, beleértve a magas hőmérsékletű sütést, a pufferréteg növekedését, az átkristályosítást és az izzítást. A hőmérséklet precíz szabályozásával ezekben a szakaszokban a kétlépcsős növesztési módszer hatékonyan megakadályozza a szeletek elvetemülését, amelyet a rács nem illeszkedése vagy feszültsége okoz, így ez az uralkodó gyártási módszerGaN epitaxiális lapkákglobálisan.

1. MegértésEpitaxiális ostyák

Anepitaxiális ostyaegykristály szubsztrátumból áll, amelyre egy új egykristály réteget növesztettek. Ez az epitaxiális réteg döntő szerepet játszik a végső eszköz teljesítményének körülbelül 70%-ának meghatározásában, így létfontosságú nyersanyag a félvezető chipek gyártásában.

A félvezetőipari láncban felfelé helyezkedik el,epitaxiális ostyákalapelemként szolgál, támogatja a teljes félvezető-gyártó ipart. A gyártók olyan fejlett technológiákat alkalmaznak, mint a kémiai gőzleválasztás (CVD) és a molekuláris sugár-epitaxia (MBE) az epitaxiális réteg felvitelére és növelésére a hordozóanyagon. Ezek az ostyák azután további feldolgozáson mennek keresztül fotolitográfiával, vékonyréteg-leválasztással és maratással, hogy félvezető lapkákká váljanak. Ezt követően ezeketostyákkülön-külön kockákra vágják, majd becsomagolják és tesztelik a végső integrált áramkörök (IC-k) létrehozásához. A teljes chipgyártási folyamat során a folyamatos együttműködés a chip tervezési fázisával döntő fontosságú annak biztosításához, hogy a végtermék megfeleljen az összes specifikációnak és teljesítménykövetelménynek.

2. A GaN alkalmazásaiEpitaxiális ostyák

A GaN benne rejlő tulajdonságai makeGaN epitaxiális lapkákkülönösen alkalmas nagy teljesítményt, nagyfrekvenciát és közepes és alacsony feszültséget igénylő alkalmazásokhoz. Néhány kulcsfontosságú alkalmazási terület:

Magas áttörési feszültség: A GaN széles sávszélessége lehetővé teszi, hogy az eszközök nagyobb feszültséget viseljenek el, mint a hagyományos szilícium vagy gallium-arzenid társai. Ez a tulajdonság ideálissá teszi a GaN-t olyan alkalmazásokhoz, mint az 5G bázisállomások és katonai radarrendszerek.

Magas konverziós hatékonyság: A GaN-alapú tápkapcsoló eszközök lényegesen kisebb bekapcsolási ellenállást mutatnak a szilícium-eszközökhöz képest, ami csökkenti a kapcsolási veszteségeket és javítja az energiahatékonyságot.

Magas hővezetőképesség: A GaN kiváló hővezető képessége hatékony hőelvezetést tesz lehetővé, így alkalmas nagy teljesítményű és magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz.

Nagy áttöréses elektromos térerősség: Míg a GaN áttörési elektromos térereje hasonló a szilícium-karbidhoz (SiC), az olyan tényezők, mint a félvezető feldolgozás és a rácsos eltérés, általában 1000 V körül korlátozzák a GaN eszközök feszültségkezelési kapacitását, a biztonságos üzemi feszültség általában 650 V alatt van.

3. GaN osztályozásaEpitaxiális ostyák

Harmadik generációs félvezető anyagként a GaN számos előnnyel rendelkezik, beleértve a magas hőmérsékleti ellenállást, a kiváló kompatibilitást, a magas hővezető képességet és a széles sávszélességet. Ez széles körben elterjedt a különböző iparágakban.GaN epitaxiális lapkákhordozóanyaguk alapján kategóriákba sorolhatók: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire és GaN-on-Silicon. Ezek közöttGaN-on-Silicon lapkákjelenleg a legszélesebb körben használtak alacsonyabb gyártási költségeik és kiforrott gyártási folyamataik miatt.**