Gallium Nitride Epitaxial Wafers: En introduktion till tillverkningsprocessen

Galliumnitrid (GaN)epitaxiell waferTillväxt är en komplex process, ofta med en tvåstegsmetod. Denna metod involverar flera kritiska steg, inklusive högtemperaturbakning, buffertskiktstillväxt, omkristallisation och glödgning. Genom att noggrant kontrollera temperaturen under dessa stadier, förhindrar tvåstegs-tillväxtmetoden effektivt waferförvrängning orsakad av gallerfelpassning eller stress, vilket gör den till den dominerande tillverkningsmetoden förGaN epitaxiella oblatglobalt.

1. FörståelseEpitaxiella oblat

Enepitaxiell waferbestår av ett enkristallsubstrat på vilket ett nytt enkristalllager odlas. Detta epitaxiella skikt spelar en avgörande roll för att bestämma ungefär 70 % av den slutliga enhetens prestanda, vilket gör den till ett viktigt råmaterial vid tillverkning av halvledarchip.

Placerad uppströms i halvledarindustrins kedja,epitaxiella oblatfungera som en grundläggande komponent, som stödjer hela halvledartillverkningsindustrin. Tillverkare använder avancerad teknik som Chemical Vapor Deposition (CVD) och Molecular Beam Epitaxy (MBE) för att avsätta och växa det epitaxiella lagret på substratmaterialet. Dessa wafers genomgår sedan ytterligare bearbetning genom fotolitografi, tunnfilmsavsättning och etsning för att bli halvledarwafers. Därefter dessaoblattärnas till individuella formar, som sedan förpackas och testas för att skapa de slutliga integrerade kretsarna (IC). Under hela chipproduktionsprocessen är konstant interaktion med chipdesignfasen avgörande för att säkerställa att den slutliga produkten uppfyller alla specifikationer och prestandakrav.

2. Tillämpningar av GaNEpitaxiella oblat

De inneboende egenskaperna hos GaN görGaN epitaxiella oblatsärskilt väl lämpad för applikationer som kräver hög effekt, hög frekvens och medel- till lågspänningsdrift. Några viktiga applikationsområden inkluderar:

Hög nedbrytningsspänning: Det breda bandgapet hos GaN gör att enheter kan motstå högre spänningar jämfört med traditionella kisel- eller galliumarsenidmotsvarigheter. Denna egenskap gör GaN idealisk för applikationer som 5G-basstationer och militära radarsystem.

Hög omvandlingseffektivitet: GaN-baserade kraftomkopplingsenheter uppvisar betydligt lägre på-motstånd jämfört med silikonenheter, vilket resulterar i minskade switchningsförluster och förbättrad energieffektivitet.

Hög värmeledningsförmåga: GaN:s utmärkta värmeledningsförmåga möjliggör effektiv värmeavledning, vilket gör den lämplig för applikationer med hög effekt och hög temperatur.

Hög nedbrytningsstyrka för elektriskt fält: Även om GaN:s nedbrytningsstyrka för elektriska fält är jämförbar med kiselkarbid (SiC), begränsar faktorer som halvledarbearbetning och gallermissanpassning vanligtvis GaN-enheters spänningshanteringskapacitet till cirka 1000V, med en säker driftspänning i allmänhet under 650V.

3. Klassificering av GaNEpitaxiella oblat

Som ett tredje generationens halvledarmaterial erbjuder GaN många fördelar, inklusive högtemperaturbeständighet, utmärkt kompatibilitet, hög värmeledningsförmåga och ett brett bandgap. Detta har lett till dess utbredda användning i olika branscher.GaN epitaxiella oblatkan kategoriseras baserat på deras substratmaterial: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire och GaN-on-Sicon. Bland dessa,GaN-on-Silicon oblatär för närvarande de mest använda på grund av deras lägre produktionskostnader och mogna tillverkningsprocesser.**