แกลเลียมไนไตรด์บนเวเฟอร์ซิลิกอน ขนาด 4 นิ้ว 6 นิ้ว การวางแนวของซับสเตรต Si แบบกำหนดเอง ความต้านทาน และตัวเลือกชนิด N/P
คุณสมบัติ
●แบนด์แก๊ปกว้าง:GaN (3.4 eV) ให้การปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในด้านประสิทธิภาพความถี่สูง กำลังสูง และอุณหภูมิสูง เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอนแบบดั้งเดิม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟและเครื่องขยายสัญญาณ RF
● การวางแนวของวัสดุ Si ที่ปรับแต่งได้:เลือกจากการวางแนวพื้นผิว Si ที่แตกต่างกัน เช่น <111>, <100> และอื่นๆ เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์
●ความต้านทานที่กำหนดเอง:เลือกตัวเลือกความต้านทานที่แตกต่างกันสำหรับ Si ตั้งแต่แบบกึ่งฉนวนไปจนถึงความต้านทานสูงและความต้านทานต่ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์
●ประเภทการใช้สารกระตุ้น:มีให้เลือกใช้การเจือปนแบบ N หรือ P เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์ RF หรือ LED
●แรงดันไฟฟ้าพังทลายสูง:เวเฟอร์ GaN-on-Si มีแรงดันไฟฟ้าพังทลายสูง (สูงถึง 1,200 โวลต์) ช่วยให้สามารถรับมือกับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงได้
●ความเร็วในการสลับที่เร็วขึ้น:GaN มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าและการสูญเสียการสลับที่ต่ำกว่าซิลิกอน ทำให้เวเฟอร์ GaN-on-Si เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวงจรความเร็วสูง
●ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้น:แม้ว่าซิลิกอนจะมีค่าการนำความร้อนต่ำ แต่ GaN-on-Si ยังคงมีเสถียรภาพทางความร้อนที่เหนือกว่า โดยมีการกระจายความร้อนได้ดีกว่าอุปกรณ์ซิลิกอนแบบดั้งเดิม
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| พารามิเตอร์ | ค่า |
| ขนาดเวเฟอร์ | 4 นิ้ว, 6 นิ้ว |
| การวางแนวของสารตั้งต้น Si | <111>, <100>, กำหนดเอง |
| ความต้านทานของ Si | ความต้านทานสูง, กึ่งฉนวน, ความต้านทานต่ำ |
| ประเภทการใช้สารกระตุ้น | ประเภท N, ประเภท P |
| ความหนาของชั้น GaN | 100 นาโนเมตร – 5,000 นาโนเมตร (ปรับแต่งได้) |
| ชั้นกั้น AlGaN | 24% – 28% Al (โดยทั่วไป 10-20 นาโนเมตร) |
| แรงดันไฟฟ้าพังทลาย | 600V – 1200V |
| การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน | 2000 ซม.²/ว.วินาที |
| ความถี่การสลับ | สูงสุด 18 GHz |
| ความหยาบของพื้นผิวเวเฟอร์ | RMS ~0.25 นาโนเมตร (AFM) |
| ความต้านทานแผ่น GaN | 437.9 Ω·cm² |
| การโก่งตัวของเวเฟอร์ทั้งหมด | < 25 µm (สูงสุด) |
| การนำความร้อน | 1.3 – 2.1 วัตต์/ซม.·เคลวิน |
แอปพลิเคชัน
อิเล็กทรอนิกส์กำลัง:GaN-on-Si เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง เช่น เครื่องขยายเสียง ตัวแปลงสัญญาณ และอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบพลังงานหมุนเวียน รถยนต์ไฟฟ้า (EV) และอุปกรณ์อุตสาหกรรม แรงดันพังทลายที่สูงและความต้านทานการเปิดต่ำ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการแปลงพลังงานจะมีประสิทธิภาพ แม้ในการใช้งานกำลังสูง
การสื่อสาร RF และไมโครเวฟ:เวเฟอร์ GaN-on-Si มีความสามารถด้านความถี่สูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องขยายสัญญาณ RF ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบเรดาร์ และเทคโนโลยี 5G ด้วยความเร็วในการสลับที่สูงขึ้นและความสามารถในการทำงานที่ความถี่ที่สูงขึ้น (สูงสุด18 กิกะเฮิรตซ์) อุปกรณ์ GaN มอบประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแอปพลิเคชันเหล่านี้
อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์:GaN-on-Si ใช้ในระบบพลังงานยานยนต์ รวมถึงเครื่องชาร์จออนบอร์ด (OBC)และตัวแปลง DC-DCความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นและทนต่อระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในยานยนต์ไฟฟ้าที่ต้องการการแปลงพลังงานที่ทนทาน
LED และออปโตอิเล็กทรอนิกส์: GaN เป็นวัสดุที่เลือกใช้ ไฟ LED สีน้ำเงินและสีขาวเวเฟอร์ GaN-on-Si ถูกนำมาใช้ในการผลิตระบบไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการให้แสงสว่าง เทคโนโลยีการแสดงผล และการสื่อสารด้วยแสง
ถาม-ตอบ
Q1: ข้อดีของ GaN เมื่อเทียบกับซิลิกอนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คืออะไร?
ก1:GaN มีแบนด์แก๊ปที่กว้างขึ้น (3.4 eV)สูงกว่าซิลิคอน (1.1 eV) ซึ่งทำให้สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ คุณสมบัตินี้ทำให้ GaN สามารถจัดการกับแอปพลิเคชันกำลังสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ นอกจากนี้ GaN ยังให้ความเร็วในการสลับที่เร็วขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์ความถี่สูง เช่น เครื่องขยายสัญญาณ RF และตัวแปลงไฟฟ้า
คำถามที่ 2: ฉันสามารถปรับแต่งทิศทางของพื้นผิว Si สำหรับการใช้งานของฉันได้หรือไม่
A2:ใช่ เราเสนอการวางแนวพื้นผิว Si ที่ปรับแต่งได้เช่น<111>, <100>และทิศทางอื่นๆ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของอุปกรณ์ของคุณ ทิศทางของแผ่นรองรับ Si มีบทบาทสำคัญต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติทางไฟฟ้า พฤติกรรมทางความร้อน และเสถียรภาพเชิงกล
คำถามที่ 3: ประโยชน์จากการใช้เวเฟอร์ GaN-on-Si สำหรับการใช้งานความถี่สูงคืออะไร
A3:เวเฟอร์ GaN-on-Si มอบคุณภาพที่เหนือกว่าความเร็วในการสลับช่วยให้ทำงานได้รวดเร็วยิ่งขึ้นที่ความถี่สูงกว่าเมื่อเทียบกับซิลิกอน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับRFและไมโครเวฟการใช้งานรวมถึงความถี่สูงอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นเฮมท์(ทรานซิสเตอร์ความคล่องตัวอิเล็กตรอนสูง) และเครื่องขยายสัญญาณ RFการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นของ GaN ส่งผลให้การสูญเสียการสลับลดลงและประสิทธิภาพดีขึ้น
ไตรมาสที่ 4: มีตัวเลือกการเจือปนอะไรบ้างสำหรับเวเฟอร์ GaN-on-Si?
ก4:เราเสนอทั้งประเภท Nและประเภท Pตัวเลือกการเจือปน ซึ่งมักใช้กับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ประเภทต่างๆการโด๊ปแบบ N-typeเหมาะสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังและเครื่องขยายสัญญาณ RF, ในขณะที่การโด๊ปแบบ Pมักใช้กับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น LED
บทสรุป
เวเฟอร์แกลเลียมไนไตรด์บนซิลิคอน (GaN-on-Si) ของเราได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อตอบโจทย์การใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง กำลังไฟฟ้าสูง และอุณหภูมิสูง ด้วยการวางแนวของแผ่นรองรับซิลิคอนที่ปรับแต่งได้ ความต้านทานไฟฟ้า และการเจือปนแบบ N-type/P-type เวเฟอร์เหล่านี้จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าและระบบยานยนต์ ไปจนถึงเทคโนโลยีการสื่อสาร RF และ LED ด้วยคุณสมบัติที่เหนือกว่าของ GaN และความสามารถในการปรับขนาดของซิลิคอน เวเฟอร์เหล่านี้จึงมอบประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และรองรับการใช้งานในอนาคตสำหรับอุปกรณ์ยุคใหม่
แผนภาพรายละเอียด
