Galio nitrido epitaksinės plokštelės: įvadas į gamybos procesą

Galio nitridas (GaN)epitaksinė plokštelėaugimas yra sudėtingas procesas, dažnai naudojamas dviejų etapų metodas. Šis metodas apima keletą kritinių etapų, įskaitant kepimą aukštoje temperatūroje, buferinio sluoksnio augimą, rekristalizaciją ir atkaitinimą. Kruopščiai kontroliuojant temperatūrą per šiuos etapus, dviejų pakopų augimo metodas veiksmingai užkerta kelią plokštelių deformacijai, kurią sukelia gardelės neatitikimas arba įtempis, todėl tai yra vyraujantis gamybos būdasGaN epitaksinės plokštelėsvisame pasaulyje.

1. SupratimasEpitaksinės plokštelės

Anepitaksinė plokštelėsusideda iš vieno kristalo substrato, ant kurio užauginamas naujas vieno kristalo sluoksnis. Šis epitaksinis sluoksnis vaidina lemiamą vaidmenį nustatant maždaug 70 % galutinio įrenginio veikimo, todėl jis yra gyvybiškai svarbi žaliava puslaidininkių lustų gamyboje.

Puslaidininkių pramonės grandinėje prieš srovę,epitaksinės plokštelėstarnauja kaip pagrindinis komponentas, palaikantis visą puslaidininkių gamybos pramonę. Gamintojai naudoja pažangias technologijas, tokias kaip cheminis nusodinimas iš garų (CVD) ir molekulinio pluošto epitaksija (MBE), kad nusodintų ir išaugintų epitaksinį sluoksnį ant pagrindo medžiagos. Tada šios plokštelės toliau apdorojamos fotolitografijos, plonos plėvelės nusodinimo ir ėsdinimo būdu, kad taptų puslaidininkinėmis plokštelėmis. Vėliau šievafliaiyra susmulkinami į atskirus štampelius, kurie vėliau supakuojami ir išbandomi siekiant sukurti galutinius integrinius grandynus (IC). Viso lusto gamybos proceso metu nuolatinė sąveika su lusto projektavimo faze yra labai svarbi siekiant užtikrinti, kad galutinis produktas atitiktų visas specifikacijas ir veikimo reikalavimus.

2. GaN programosEpitaksinės plokštelės

Būdingos GaN savybės daroGaN epitaksinės plokštelėsypač gerai tinka tais atvejais, kai reikia didelės galios, aukšto dažnio ir vidutinės iki žemos įtampos. Kai kurios pagrindinės taikymo sritys apima:

Didelė gedimo įtampa: platus GaN diapazonas leidžia įrenginiams atlaikyti didesnę įtampą, palyginti su tradiciniais silicio arba galio arsenido analogais. Dėl šios savybės GaN idealiai tinka tokioms programoms kaip 5G bazinės stotys ir karinės radarų sistemos.

Didelis konversijos efektyvumas: GaN pagrįsti galios perjungimo įrenginiai turi žymiai mažesnį atsparumą įjungimui, palyginti su silicio įrenginiais, todėl sumažėja perjungimo nuostoliai ir pagerėjo energijos vartojimo efektyvumas.

Didelis šilumos laidumas: puikus GaN šilumos laidumas leidžia efektyviai išsklaidyti šilumą, todėl jis tinkamas naudoti didelės galios ir aukštos temperatūros įrenginiuose.

Didelis gedimo elektrinio lauko stiprumas: Nors GaN gedimo elektrinio lauko stiprumas yra panašus į silicio karbidą (SiC), tokie veiksniai kaip puslaidininkių apdorojimas ir gardelės neatitikimas paprastai apriboja GaN įrenginių įtampos valdymo pajėgumą iki maždaug 1000 V, o saugi veikimo įtampa paprastai yra mažesnė nei 650 V.

3. GaN klasifikavimasEpitaksinės plokštelės

Kaip trečios kartos puslaidininkinė medžiaga, GaN siūlo daugybę privalumų, įskaitant atsparumą aukštai temperatūrai, puikų suderinamumą, aukštą šilumos laidumą ir platų pralaidumą. Tai paskatino jį plačiai naudoti įvairiose pramonės šakose.GaN epitaksinės plokštelėsGalima suskirstyti į kategorijas pagal jų substrato medžiagą: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire ir GaN-on-Silicon. Tarp jųGaN-on-Silicon plokštelėsšiuo metu yra plačiausiai naudojami dėl mažesnių gamybos sąnaudų ir brandžių gamybos procesų.**