 |
8 inch GaN-on-Si Epitaxy Si Substraat 110 111 110 voor MOCVD-reactoren of RF-energie-toepassingen
Productdetails:
| Plaats van herkomst: | China |
| Merknaam: | ZMSH |
| Modelnummer: | GaN-on-Si |
Betalen & Verzenden Algemene voorwaarden:
| Levertijd: | 2-4 weken |
|---|---|
| Betalingscondities: | T/T |
|
Gedetailleerde informatie |
|||
| Mechanische hardheid: | 9 Mohs | Young's Modulus: | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) |
|---|---|---|---|
| Epitaxiale groeimethode: | MOCVD, HVPE, MBE | Groeitemperatuur: | 1000-1200°c |
| Warmtegeleidbaarheid: | 130-170 W/m·K | Emissie golflengte: | 365-405 nm (UV/blauw) |
| Resistiviteit: | 10−3-10−2 Ω·cm | Elektronenconcentratie: | 1016-1019 cm−3 |
| Markeren: | 8 inch GaN-on-Si Epitaxy si substraat,GaN-on-Si Epitaxy Si Substraat |
||
Productomschrijving
8 inch GaN-on-Si Epitaxy si substraat ((110 111 110) voor MOCVD-reactoren of RF-energie-toepassingen
8 inch GaN-on-Si Epitaxy's abstract
Het 8-inch GaN-op-Si-epitaxieproces omvat het kweken van een galliumnitride (GaN) -laag op een silicium (Si) -substraat, dat 8 inch in diameter is.,Een cruciaal onderdeel van deze structuur is de epitaxiale bufferlaag.die het rastermismatch en de thermische uitbreidingsverschillen tussen GaN en Si beheertDeze technologie is van vitaal belang voor de productie van efficiënte vermogenselektronica, RF-apparaten en LED's.een evenwicht bieden tussen prestaties en kosten, en wordt steeds vaker gebruikt in grootschalige halfgeleiderproductie vanwege zijn compatibiliteit met bestaande siliciumprocessen.
8 inch GaN-op-Si Epitaxy eigenschappen
Materiële eigenschappen
-
Grote bandgap: GaN is een breedbandgap halfgeleider met een bandgap energie van 3,4 eV. Deze eigenschap maakt het mogelijk dat GaN-gebaseerde apparaten werken bij hogere spanningen, temperaturen,en frequenties in vergelijking met traditionele op silicium gebaseerde apparatenDe brede bandgap leidt ook tot hogere breukspanningen, waardoor GaN-on-Si ideaal is voor toepassingen met een hoog vermogen.
-
Hoge elektronenmobiliteit en verzadigingssnelheid: GaN vertoont een hoge elektronenmobiliteit (meestal rond 2000 cm2/Vs) en een hoge verzadigingssnelheid (~ 2,5 x 107 cm/s).die cruciaal zijn voor RF-apparaten en vermogenstransistoren.
-
Hoge warmtegeleiding: GaN heeft een betere thermische geleidbaarheid in vergelijking met silicium, wat bijdraagt aan een efficiënte warmteafvoer.Dit is met name belangrijk bij apparaten met een hoog vermogen, waar thermisch beheer van cruciaal belang is om de prestaties en betrouwbaarheid van het apparaat te behouden..
-
Hoog kritisch elektrisch veld: Het kritieke elektrische veld van GaN is ongeveer 3,3 MV/cm, aanzienlijk hoger dan dat van silicium. Dit stelt GaN-apparaten in staat om hogere elektrische velden te behandelen zonder af te breken,bijdragen aan een hogere efficiëntie en vermogendichtheid in de krachtelektronica.
Structurele en mechanische eigenschappen
-
Verstelbaarheid en spanning van het rooster: Een van de uitdagingen bij GaN-op-Si-epitaxie is de significante roostermismatch tussen GaN en Si (ongeveer 17%).die kunnen leiden tot vervorming en gebrekenDe ontwikkelingen in epitaxiale groeitechnieken, zoals het gebruik van bufferlagen en strategieën voor het beheer van de spanning, hebben deze problemen echter verzacht.die de productie van hoogwaardige GaN-op-Si-wafers mogelijk maakt.
-
Wafers buigen en vervormen: Vanwege het verschil in thermische uitbreidingscoëfficiënten tussen GaN en Si kan thermische stress tijdens het epitaxiale groeiproces wafers buigen of vervormen.Deze mechanische vervorming kan gevolgen hebben voor latere stappen bij de fabricage van het apparaatHet beheersen van de groeiomstandigheden en het optimaliseren van de bufferlagen zijn van cruciaal belang om deze effecten te minimaliseren en de vlakheid van de wafers te waarborgen.
Elektrische eigenschappen en prestaties
-
Hoge breukspanning: De combinatie van de brede bandgap van GaN en het hoge kritische elektrische veld resulteert in apparaten met hoge breukspanningen.waardoor ze met meer efficiëntie en betrouwbaarheid met hogere spanningen en stromen kunnen omgaan.
-
Lage weerstand: GaN-on-Si-apparaten vertonen doorgaans een lagere brandweerstand in vergelijking met silicium-gebaseerde tegenhangers.met name in toepassingen voor het schakelen van stroom.
-
Efficiëntie en vermogen: GaN-on-Si-technologie maakt het mogelijk apparaten te ontwikkelen met een hogere energie-dichtheid en efficiëntie.waar het verkleinen van de grootte en het verbeteren van de prestaties voortdurende uitdagingen vormen.
Kosten en schaalbaarheid
Een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van een 8-inch siliciumsubstraat voor GaN-epitaxie is de schaalbaarheid en kostenreductie.Siliciumsubstraten zijn wijd verkrijgbaar en goedkoper in vergelijking met andere substraten zoals saffier of siliciumcarbide (SiC)De mogelijkheid om grotere 8-inch wafers te gebruiken betekent ook dat er meer apparaten per wafer kunnen worden vervaardigd, wat leidt tot schaalvoordelen en lagere productiekosten.
| Parametercategorie | Parameter | Waarde/bereik | Opmerkingen |
| Materiële eigenschappen | Bandgap van GaN | 3.4 eV | Breedbandgap halfgeleider, geschikt voor toepassingen bij hoge temperatuur, hoge spanning en hoge frequentie |
| Bandgap van Si | 1.12 eV | Silicium als substraatmateriaal biedt een goede kosteneffectiviteit | |
| Warmtegeleidbaarheid | 130-170 W/m·K | Thermische geleidbaarheid van GaN-laag; siliciumsubstraat is ongeveer 149 W/m·K | |
| Elektronenmobiliteit | 1000-2000 cm2/V·s | Elektronenmobiliteit in de GaN-laag, hoger dan in silicium | |
| Dielectrische constante | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Dielectrische constanten van GaN en Si | |
| Coëfficiënt van thermische uitbreiding | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Mismatch in de thermische uitbreidingscoëfficiënten van GaN en Si, die mogelijk stress veroorzaken | |
| Gitterconstante | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Grietconstante mismatch tussen GaN en Si, mogelijk leidend tot dislocaties | |
| Verplaatsingsdichtheid | 108-109 cm−2 | Typische dislocatie dichtheid in de GaN-laag, afhankelijk van het epitaxiale groeiproces | |
| Mechanische hardheid | 9 Mohs | Mechanische hardheid van GaN, die slijtvastheid en duurzaamheid biedt | |
| Waferspecificaties | Waferdiameter | 2 inch, 4 inch, 6 inch, 8 inch | Gemeenschappelijke afmetingen voor GaN op Si-wafers |
| GaN-laagdikte | 1-10 μm | Afhankelijk van de specifieke toepassingsbehoeften | |
| Substraatdikte | 500-725 μm | Typische dikte van het siliciumsubstraat voor mechanische sterkte | |
| Ruwheid van het oppervlak | < 1 nm RMS | Ruwe oppervlakte na polijsten, waardoor een hoogwaardige epitaxiale groei wordt gewaarborgd | |
| De hoogte van de trap | < 2 nm | Steeghoogte in de GaN-laag, die van invloed is op de prestaties van het apparaat | |
| Waferboog | < 50 μm | Waferboog, invloed op procescompatibiliteit | |
| Elektrische eigenschappen | Elektronenconcentratie | 1016-1019 cm−3 | n- of p-type dopingconcentratie in de GaN-laag |
| Resistiviteit | 10−3-10−2 Ω·cm | Typische weerstand van de GaN-laag | |
| Afbraak van het elektrisch veld | 3 MV/cm | Hoge afbraakveldsterkte in de GaN-laag, geschikt voor hoogspanningsapparaten | |
| Optische eigenschappen | Emissiegolflengte | 365-405 nm (UV/blauw) | Waallengte van emissie van GaN-materiaal, gebruikt in LED's en lasers |
| Absorptiecoëfficiënt | ~ 104 cm−1 | Absorptiecoëfficiënt van GaN in het zichtbaar lichtbereik | |
| Thermische eigenschappen | Warmtegeleidbaarheid | 130-170 W/m·K | Thermische geleidbaarheid van GaN-laag; siliciumsubstraat is ongeveer 149 W/m·K |
| Coëfficiënt van thermische uitbreiding | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Mismatch in de thermische uitbreidingscoëfficiënten van GaN en Si, die mogelijk stress veroorzaken | |
| Chemische eigenschappen | Chemische stabiliteit | Hoog | GaN heeft een goede corrosiebestendigheid, geschikt voor ruwe omgevingen |
| Oppervlaktebehandeling | Stofvrij, verontreinigingsvrij | Requirementen voor de zuiverheid van het oppervlak van de GaN-wafer | |
| Mechanische eigenschappen | Mechanische hardheid | 9 Mohs | Mechanische hardheid van GaN, die slijtvastheid en duurzaamheid biedt |
| Young's Modulus | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | Young's modulus van GaN en Si, die van invloed is op de mechanische eigenschappen van het apparaat | |
| Productieparameters | Epitaxiale groeimethode | MOCVD, HVPE, MBE | Gemeenschappelijke epitaxiale groeimethoden voor GaN-lagen |
| Rentepercentage | Afhankelijk van procesbesturing en wafergrootte | De opbrengst wordt beïnvloed door factoren zoals de verplaatsingsdichtheid en de boog van de wafer | |
| Groeitemperatuur | 1000-1200°C | Typische temperatuur voor de epitaxiale groei van de GaN-laag | |
| Koelingssnelheid | Gecontroleerde koeling | De koelingssnelheid wordt meestal gecontroleerd om thermische spanning en waferboog te voorkomen |
8 inch GaN-on-Si Epitaxy's toepassingen
8-inch GaN-on-Si (Galliumnitride op silicium) epitaxy is een transformatieve technologie die aanzienlijke vooruitgang in verschillende high-performance toepassingen heeft mogelijk gemaakt.De integratie van GaN op siliciumsubstraten combineert de superieure eigenschappen van GaN met de kosteneffectiviteit en schaalbaarheid van siliciumHier zijn de belangrijkste toepassingen van 8-inch GaN-on-Si-epitaxy:
1.Energie-elektronica
-
Vermogenstransistoren: GaN-on-Si wordt steeds vaker gebruikt in transistors met een hoog elektronenvermogen (HEMT's) en in MOSFET's (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).Deze transistors profiteren van de hoge elektronenmobiliteit van GaN, hoge breukspanning en lage weerstand, waardoor ze ideaal zijn voor efficiënte energieomzetting in toepassingen zoals datacenters, elektrische voertuigen (EV's) en hernieuwbare energiesystemen.
-
Stroomomvormers: De superieure prestaties van GaN-op-Si bij hoogfrequente schakeling maken de ontwikkeling van compacte en efficiënte vermogen omvormers mogelijk.Deze omvormers zijn essentieel in toepassingen die variëren van AC/DC-adapters en -laders tot industriële stroomvoorzieningen en fotovoltaïsche omvormers.
-
Inverters voor hernieuwbare energie: GaN-on-Si-omvormers worden gebruikt in zonne-energiesystemen en windturbines.Hun vermogen om met hogere frequenties en spanningen te werken en tegelijkertijd energieverliezen te minimaliseren, leidt tot een efficiëntere en betrouwbaarder opwekking van hernieuwbare energie.
2.Radiofrequentie (RF) toepassingen
-
RF-versterkers: GaN-on-Si wordt veel gebruikt in RF-versterkers vanwege zijn vermogen om met hoge efficiëntie op hoge frequenties te werken.inclusief 5G-basisstations, satellietcommunicatie en radarsystemen.
-
Versterkers met laag geluidsniveau (LNA's): In RF-toepassingen worden LNA's op basis van GaN-on-Si gebruikt om zwakke signalen te versterken zonder aanzienlijk lawaai toe te voegen, waardoor de gevoeligheid en prestaties van communicatiesystemen worden verbeterd.
-
Radar- en defensie-systemen: De hoge vermogendichtheid en efficiëntie van GaN-on-Si maken het geschikt voor radar- en defensietoepassingen, waar een hoge prestatie en betrouwbare werking van cruciaal belang zijn.
3.Opto-elektronica
-
Lichtdioden (LED's): GaN-on-Si-technologie wordt gebruikt bij de productie van LED's, met name voor algemene verlichtings- en displaytechnologieën.De schaalbaarheid van 8-inch wafers maakt het mogelijk om kosteneffectief LED's met een hoge helderheid te produceren die worden gebruikt in verschillende consumenten- en industriële toepassingen.
-
Laserdioden: GaN-on-Si wordt ook gebruikt bij de ontwikkeling van laserdioden, die worden gebruikt in optische opslag, communicatie en medische apparaten.De combinatie van de hoge efficiëntie van GaN en de schaalbaarheid van silicium maakt deze apparaten toegankelijker en betaalbaarder.
4.Elektrische voertuigen en auto's
-
Aan boord geplaatste laadapparaten en omvormers: GaN-on-Si-apparaten zijn een integraal onderdeel van de in elektrische voertuigen gebruikte ingebouwde opladers en omvormers.bijdragen aan langere rijbereiken en snellere laadtijden.
-
Geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS): De hoogfrequente werking en efficiëntie van GaN-on-Si zijn waardevol in ADAS, die afhankelijk zijn van radar- en LiDAR-technologieën om realtime gegevens te verstrekken voor veiliger rijden.
5.Datacenters en servers
-
Stroomvoorzieningseenheden: GaN-on-Si-technologie wordt gebruikt in PSU's voor datacenters en servers, waardoor een hogere efficiëntie en minder warmte wordt gegenereerd in vergelijking met traditionele op silicium gebaseerde voedingsbronnen.Dit leidt tot lagere koelkosten en een verbeterde algehele energie-efficiëntie.
-
Hoog efficiënt energiebeheer: De compacte afmetingen en efficiëntie van GaN-on-Si-apparaten maken ze ideaal voor geavanceerde stroombeheersystemen in datacenters, waar energie-efficiëntie en betrouwbaarheid voorop staan.
6.Consumentenelektronica
-
Snelopladers: GaN-on-Si wordt steeds vaker gebruikt in snelle opladers voor smartphones, laptops en andere draagbare apparaten.vermindering van de laadtijden.
-
Stroomadapters: De compacte afmetingen en de hoge efficiëntie van op GaN-op-Si gebaseerde voedingsadapters maken ze een voorkeur keuze voor consumentenelektronica, wat leidt tot meer draagbare en energiezuinige laadoplossingen.
7.Telecommunicatie
-
Basisstations: GaN-on-Si is van cruciaal belang voor de in 5G-basisstations gebruikte vermogenversterkers.de inzet van snellere en betrouwbaarder communicatienetwerken mogelijk maken.
-
Satellietcommunicatie: De hoge vermogen en frequentie van GaN-on-Si-apparaten zijn ook gunstig in satellietcommunicatiesystemen, waardoor de signaalsterkte en de gegevensoverdrachtsnelheid worden verbeterd.
Conclusies
De toepassingen van 8-inch GaN-on-Si-epitaxy strekken zich uit over een breed scala aan industrieën, van krachtelektronica en telecommunicatie tot opto-elektronica en automobielsystemen.Het vermogen om hoge prestaties te combineren met kosteneffectieve productie maakt het een belangrijke factor voor de volgende generatie technologieën, het stimuleren van innovatie in verschillende sectoren met een hoge vraag.
8 inch GaN-op-Si Epitaxy's foto
V&A
V: Wat zijn de voordelen van galliumnitride ten opzichte van silicium?
A:Galliumnitried (GaN) biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van silicium (Si) vanwege zijn brede bandgap, hogere elektronenmobiliteit en betere thermische geleidbaarheid.Deze eigenschappen stellen GaN-apparaten in staat om bij hogere spanningen te werken, temperaturen en frequenties met een grotere efficiëntie en snellere schakelsnelheden.waardoor het ideaal is voor elektronica, RF-toepassingen en hoogfrequente operaties, waarbij compactheid, efficiëntie en thermisch beheer van cruciaal belang zijn.