 |
8inch GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate 110 111 110 cho các lò phản ứng MOCVD hoặc ứng dụng năng lượng RF
Thông tin chi tiết sản phẩm:
| Nguồn gốc: | Trung Quốc |
| Hàng hiệu: | ZMSH |
| Số mô hình: | GaN trên Si |
Thanh toán:
| Thời gian giao hàng: | 2-4 tuần |
|---|---|
| Điều khoản thanh toán: | T/T |
|
Thông tin chi tiết |
|||
| Độ cứng cơ học: | 9 tháng | Mô đun Young: | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) |
|---|---|---|---|
| Phương pháp tăng trưởng epitaxial: | MOCVD, HVPE, MBE | Nhiệt độ tăng trưởng: | 1000-1200°c |
| Khả năng dẫn nhiệt: | 130-170 W/m·K | Bước sóng phát xạ: | 365-405 nm (UV/Xanh lam) |
| điện trở suất: | 10⁻³-10⁻² Ω·cm | Nồng độ Electron: | 10¹⁶-10¹⁹ cm⁻³ |
| Làm nổi bật: | 8 inch GaN-on-Si Epitaxy si nền,GaN trên Si Epitaxy Si Substrate |
||
Mô tả sản phẩm
8inch GaN-on-Si Epitaxy si substrate ((110 111 110) cho các lò phản ứng MOCVD hoặc ứng dụng năng lượng RF
8 inch GaN-on-Si Epitaxy's abstract
Quá trình épitaxy GaN-on-Si 8 inch liên quan đến việc phát triển một lớp gallium nitride (GaN) trên chất nền silicon (Si), có đường kính 8 inch.,Khả năng dẫn nhiệt, và các đặc tính băng tần rộng với khả năng mở rộng và hiệu quả chi phí của silicon.quản lý sự không phù hợp lưới và sự khác biệt mở rộng nhiệt giữa GaN và Si, đảm bảo tính toàn vẹn và hiệu suất của lớp GaN. Công nghệ này rất quan trọng cho việc sản xuất điện tử công suất hiệu quả cao, thiết bị RF và đèn LED,cung cấp sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí, và ngày càng được sử dụng trong sản xuất bán dẫn quy mô lớn do khả năng tương thích với các quy trình silicon hiện có.
8 inch GaN-on-Si Epitaxy's Properties
Tính chất vật chất
-
Phạm vi rộng: GaN là một chất bán dẫn băng tần rộng với năng lượng băng tần 3,4 eV. Tính chất này cho phép các thiết bị dựa trên GaN hoạt động ở điện áp cao hơn, nhiệt độ,và tần số so với các thiết bị dựa trên silicon truyền thốngKhoảng cách băng tần rộng cũng dẫn đến điện áp phá vỡ cao hơn, làm cho GaN-on-Si lý tưởng cho các ứng dụng công suất cao.
-
Sự di chuyển điện tử cao và tốc độ bão hòa: GaN thể hiện tính di động điện tử cao (thường khoảng 2000 cm2/Vs) và tốc độ bão hòa cao (~ 2,5 x 107 cm/s).rất quan trọng đối với các thiết bị RF và các transistor điện.
-
Độ dẫn nhiệt cao: GaN có độ dẫn nhiệt tốt hơn so với silicon, giúp phân tán nhiệt hiệu quả.Điều này đặc biệt quan trọng trong các thiết bị công suất cao, nơi quản lý nhiệt là rất quan trọng để duy trì hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.
-
Điện trường quan trọng cao: Sân điện quan trọng của GaN là khoảng 3,3 MV / cm, cao hơn đáng kể so với silicon. Điều này cho phép các thiết bị GaN xử lý các trường điện cao hơn mà không bị phá vỡ,đóng góp cho hiệu quả cao hơn và mật độ điện năng trong điện tử công suất.
Tính chất cấu trúc và cơ học
-
Không phù hợp lưới và căng: Một trong những thách thức trong GaN-on-Si epitaxy là sự không phù hợp lưới đáng kể giữa GaN và Si (khoảng 17%).có thể dẫn đến trật tự và khiếm khuyếtTuy nhiên, những tiến bộ trong các kỹ thuật phát triển epitaxial, chẳng hạn như sử dụng các lớp đệm và các chiến lược quản lý căng thẳng, đã giảm bớt những vấn đề này.cho phép sản xuất các tấm GaN trên Si chất lượng cao.
-
Cửa và cong wafer: Do sự khác biệt trong hệ số mở rộng nhiệt giữa GaN và Si, căng thẳng nhiệt có thể gây ra uốn cong hoặc uốn cong wafer trong quá trình tăng trưởng epitaxial.Sự biến dạng cơ học này có thể ảnh hưởng đến các bước chế tạo thiết bị tiếp theoKiểm soát điều kiện phát triển và tối ưu hóa các lớp đệm là rất quan trọng để giảm thiểu các hiệu ứng này và đảm bảo tính phẳng của các wafer.
Tính chất điện và hiệu suất
-
Điện áp chia cắt cao: Sự kết hợp giữa băng tần rộng của GaN và trường điện quan trọng cao dẫn đến các thiết bị có điện áp phá vỡ cao.cho phép chúng xử lý điện áp và dòng điện cao hơn với hiệu quả và độ tin cậy cao hơn.
-
Phản kháng thấp: Các thiết bị GaN-on-Si thường có điện trở thấp hơn so với các thiết bị dựa trên silicon.đặc biệt là trong các ứng dụng chuyển mạch điện.
-
Hiệu quả và mật độ năng lượng: Công nghệ GaN-on-Si cho phép phát triển các thiết bị có mật độ và hiệu quả năng lượng cao hơn.nơi giảm kích thước và cải thiện hiệu suất là những thách thức liên tục.
Chi phí và khả năng mở rộng
Một trong những lợi thế lớn của việc sử dụng chất nền silicon 8 inch cho GaN epitaxy là khả năng mở rộng và giảm chi phí.Các chất nền silicon có sẵn rộng rãi và rẻ hơn so với các chất nền khác như sapphire hoặc silicon carbide (SiC)Khả năng sử dụng các wafer 8 inch lớn hơn cũng có nghĩa là nhiều thiết bị hơn có thể được sản xuất trên mỗi wafer, dẫn đến tiết kiệm quy mô và chi phí sản xuất thấp hơn.
| Nhóm tham số | Parameter | Giá trị/Phạm vi | Nhận xét |
| Tính chất vật chất | Bandgap của GaN | 3.4 eV | Máy bán dẫn băng tần rộng, phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao, điện áp cao và tần số cao |
| Bandgap của Si | 1.12 eV | Silicon như một vật liệu nền cung cấp hiệu quả chi phí tốt | |
| Khả năng dẫn nhiệt | 130-170 W/m·K | Độ dẫn nhiệt của lớp GaN; chất nền silicon khoảng 149 W/m·K | |
| Điện tử di chuyển | 1000-2000 cm2/V·s | Điện tử di động trong lớp GaN, cao hơn trong silicon | |
| Hằng số dielectric | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Hằng số dielektrik của GaN và Si | |
| Tỷ lệ mở rộng nhiệt | 5.6 ppm/°C (GaN), 2.6 ppm/°C (Si) | Sự không phù hợp trong hệ số mở rộng nhiệt của GaN và Si, có khả năng gây căng thẳng | |
| Hằng số lưới | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Sự không phù hợp liên tục lưới giữa GaN và Si, có khả năng dẫn đến trật tự | |
| Mật độ trật tự | 108-109 cm−2 | Mật độ trật tự điển hình trong lớp GaN, tùy thuộc vào quá trình tăng trưởng biểu trục | |
| Độ cứng cơ học | 9 Mohs | Độ cứng cơ học của GaN, cung cấp khả năng chống mòn và độ bền | |
| Thông số kỹ thuật wafer | Chiều kính wafer | 2, 4, 6, 8 inch. | Kích thước phổ biến cho GaN trên các miếng Si |
| Độ dày lớp GaN | 1-10 μm | Tùy thuộc vào nhu cầu ứng dụng cụ thể | |
| Độ dày nền | 500-725 μm | Độ dày điển hình của chất nền silic cho độ bền cơ học | |
| Độ thô bề mặt | < 1 nm RMS | Độ thô bề mặt sau khi đánh bóng, đảm bảo tăng trưởng epitaxial chất lượng cao | |
| Chiều cao bậc thang | < 2 nm | Chiều cao bước trong lớp GaN, ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị | |
| Vàng Wafer | < 50 μm | Vàng wafer, ảnh hưởng đến khả năng tương thích quá trình | |
| Tính chất điện | Nồng độ electron | 1016-1019 cm−3 | n-type hoặc p-type doping concentration trong lớp GaN |
| Kháng chất | 10−3-10−2 Ω·cm | Kháng kháng điển hình của lớp GaN | |
| Phân tích điện trường | 3 MV/cm | Sức mạnh trường phá vỡ cao trong lớp GaN, phù hợp với các thiết bị điện áp cao | |
| Tính chất quang học | Độ dài sóng phát xạ | 365-405 nm (UV/Xanh) | Độ dài sóng phát ra của vật liệu GaN, được sử dụng trong đèn LED và laser |
| Tỷ lệ hấp thụ | ~ 104 cm−1 | Tỷ lệ hấp thụ GaN trong phạm vi ánh sáng nhìn thấy | |
| Tính chất nhiệt | Khả năng dẫn nhiệt | 130-170 W/m·K | Độ dẫn nhiệt của lớp GaN; chất nền silicon khoảng 149 W/m·K |
| Tỷ lệ mở rộng nhiệt | 5.6 ppm/°C (GaN), 2.6 ppm/°C (Si) | Sự không phù hợp trong hệ số mở rộng nhiệt của GaN và Si, có khả năng gây căng thẳng | |
| Tính chất hóa học | Sự ổn định hóa học | Cao | GaN có khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với môi trường khắc nghiệt |
| Điều trị bề mặt | Không có bụi, không ô nhiễm | Yêu cầu về độ sạch đối với bề mặt wafer GaN | |
| Tính chất cơ học | Độ cứng cơ học | 9 Mohs | Độ cứng cơ học của GaN, cung cấp khả năng chống mòn và độ bền |
| Young's Modulus | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | Young's modulus của GaN và Si, ảnh hưởng đến tính chất cơ học của thiết bị | |
| Các thông số sản xuất | Phương pháp tăng trưởng epitaxial | MOCVD, HVPE, MBE | Phương pháp tăng trưởng biểu trục chung cho các lớp GaN |
| Tỷ lệ lợi nhuận | Tùy thuộc vào kiểm soát quy trình và kích thước wafer | Lượng năng suất bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mật độ trục trặc và cung wafer | |
| Nhiệt độ phát triển | 1000-1200°C | Nhiệt độ điển hình cho sự phát triển biểu trục lớp GaN | |
| Tốc độ làm mát | Điều khiển làm mát | Tốc độ làm mát thường được kiểm soát để ngăn chặn căng thẳng nhiệt và wafer bow |
8 inch GaN-on-Si Epitaxy's ứng dụng
8-inch GaN-on-Si (Gallium Nitride on Silicon) epitaxy là một công nghệ biến đổi đã cho phép tiến bộ đáng kể trong các ứng dụng hiệu suất cao khác nhau.Việc tích hợp GaN trên chất nền silic kết hợp các tính chất vượt trội của GaN với hiệu quả chi phí và khả năng mở rộng của siliconDưới đây là các ứng dụng chính của GaN-on-Si epitaxy 8 inch:
1.Điện tử điện
-
Transistor điện: GaN-on-Si ngày càng được sử dụng trong các transistor công suất, chẳng hạn như High Electron Mobility Transistors (HEMT) và Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs).Những bóng bán dẫn này được hưởng lợi từ sự di chuyển điện tử cao của GaN, điện áp phá vỡ cao và kháng cự thấp, làm cho chúng lý tưởng cho việc chuyển đổi năng lượng hiệu quả trong các ứng dụng như trung tâm dữ liệu, xe điện (EV) và hệ thống năng lượng tái tạo.
-
Máy chuyển đổi năng lượng: Hiệu suất vượt trội của GaN-on-Si trong chuyển đổi tần số cao cho phép phát triển các bộ chuyển đổi công suất nhỏ gọn và hiệu quả.Những bộ chuyển đổi này rất cần thiết trong các ứng dụng từ bộ chuyển đổi và bộ sạc AC / DC đến các nguồn cung cấp điện công nghiệp và biến tần quang điện.
-
Máy biến đổi năng lượng tái tạo: Các biến tần GaN-on-Si được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời và tuabin gió.Khả năng hoạt động ở tần số và điện áp cao hơn trong khi giảm thiểu tổn thất năng lượng dẫn đến việc sản xuất năng lượng tái tạo hiệu quả và đáng tin cậy hơn.
2.Ứng dụng tần số vô tuyến (RF)
-
Bộ khuếch đại điện RF: GaN-on-Si được sử dụng rộng rãi trong các bộ khuếch đại công suất RF do khả năng hoạt động ở tần số cao với hiệu quả cao.bao gồm cả các trạm cơ sở 5G, truyền thông vệ tinh, và hệ thống radar.
-
Máy tăng cường tiếng ồn thấp (LNA): Trong các ứng dụng RF, LNA dựa trên GaN-on-Si được sử dụng để khuếch đại tín hiệu yếu mà không thêm tiếng ồn đáng kể, cải thiện độ nhạy và hiệu suất của hệ thống truyền thông.
-
Hệ thống radar và phòng thủ: Mật độ điện và hiệu quả cao của GaN-on-Si làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng radar và quốc phòng, nơi hoạt động hiệu suất cao và đáng tin cậy là rất quan trọng.
3.Optoelectronics
-
Đèn phát sáng (LED): Công nghệ GaN-on-Si được sử dụng trong sản xuất đèn LED, đặc biệt là cho các công nghệ chiếu sáng và hiển thị chung.Tính mở rộng của các wafer 8 inch cho phép sản xuất hiệu quả về chi phí của đèn LED độ sáng cao được sử dụng trong các ứng dụng tiêu dùng và công nghiệp khác nhau.
-
Laser Diode: GaN-on-Si cũng được sử dụng trong việc phát triển các đèn diode laser, được sử dụng trong lưu trữ quang học, truyền thông và các thiết bị y tế.Sự kết hợp hiệu quả cao của GaN và khả năng mở rộng của silicon làm cho các thiết bị này dễ tiếp cận và giá cả phải chăng hơn.
4.Xe điện (EV) và ô tô
-
Máy sạc và biến tần trên tàu: Các thiết bị GaN-on-Si là một phần không thể thiếu của bộ sạc và biến tần trên xe điện.đóng góp cho phạm vi lái xe dài hơn và thời gian sạc nhanh hơn.
-
Hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS): Hoạt động tần số cao và hiệu quả của GaN-on-Si rất có giá trị trong ADAS, dựa trên công nghệ radar và LiDAR để cung cấp dữ liệu thời gian thực để lái xe an toàn hơn.
5.Trung tâm dữ liệu và máy chủ
-
Đơn vị cung cấp điện (PSU): Công nghệ GaN-on-Si được sử dụng trong các PSU cho các trung tâm dữ liệu và máy chủ, cung cấp hiệu quả cao hơn và giảm sản xuất nhiệt so với các nguồn cung cấp điện dựa trên silicon truyền thống.Điều này dẫn đến chi phí làm mát thấp hơn và cải thiện hiệu quả năng lượng tổng thể.
-
Quản lý năng lượng hiệu quả cao: Kích thước nhỏ gọn và hiệu quả của các thiết bị GaN-on-Si làm cho chúng lý tưởng cho các hệ thống quản lý năng lượng tiên tiến trong trung tâm dữ liệu, nơi hiệu quả năng lượng và độ tin cậy là tối quan trọng.
6.Điện tử tiêu dùng
-
Máy sạc nhanh: GaN-on-Si ngày càng được sử dụng trong các bộ sạc nhanh cho điện thoại thông minh, máy tính xách tay và các thiết bị di động khác.giảm thời gian sạc.
-
Bộ điều hợp điện: Kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao của bộ điều hợp điện dựa trên GaN-on-Si làm cho chúng trở thành lựa chọn ưa thích cho các thiết bị điện tử tiêu dùng, dẫn đến các giải pháp sạc di động và tiết kiệm năng lượng hơn.
7.Truyền thông
-
Trạm cơ sở: GaN-on-Si rất quan trọng cho các bộ khuếch đại công suất được sử dụng trong các trạm cơ sở 5G. Công nghệ hỗ trợ tần số cao hơn và hiệu quả cao hơn,cho phép triển khai các mạng truyền thông nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.
-
Truyền thông vệ tinh: Khả năng công suất và tần số cao của các thiết bị GaN-on-Si cũng có lợi trong các hệ thống truyền thông vệ tinh, cải thiện cường độ tín hiệu và tốc độ truyền dữ liệu.
Kết luận
Các ứng dụng của 8-inch GaN-on-Si epitaxy trải dài trên một loạt các ngành công nghiệp, từ điện tử điện và viễn thông đến hệ thống quang điện và ô tô.Khả năng kết hợp hiệu suất cao với sản xuất hiệu quả về chi phí làm cho nó trở thành một yếu tố chính cho các công nghệ thế hệ tiếp theo, thúc đẩy đổi mới trong nhiều lĩnh vực có nhu cầu cao.
Hình ảnh của GaN-on-Si Epitaxy.
Câu hỏi và câu trả lời
Hỏi: Lợi thế của gallium nitride so với silic là gì?
A:Gallium Nitride (GaN) mang lại những lợi thế đáng kể so với Silicon (Si) do khoảng cách băng tần rộng, tính di động electron cao hơn và độ dẫn nhiệt tốt hơn.Các tính chất này cho phép các thiết bị GaN hoạt động ở điện áp cao hơn, nhiệt độ và tần số với hiệu quả cao hơn và tốc độ chuyển đổi nhanh hơn. GaN cũng có điện áp phá vỡ cao hơn, điện trở thấp hơn và có thể xử lý mật độ điện cao hơn,làm cho nó lý tưởng cho điện tử công suất, ứng dụng RF và hoạt động tần số cao, nơi tính nhỏ gọn, hiệu quả và quản lý nhiệt là rất quan trọng.