แกลเลียมไนไตรด์บนเวเฟอร์ซิลิกอน ขนาด 4 นิ้ว 6 นิ้ว ทิศทางของพื้นผิว Si ที่กำหนดเอง ความต้านทาน และตัวเลือกประเภท N/P
คุณสมบัติ
●แบนด์แก๊ปกว้าง:GaN (3.4 eV) ให้การปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในด้านประสิทธิภาพความถี่สูง กำลังสูง และอุณหภูมิสูงเมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอนแบบดั้งเดิม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์กำลังและเครื่องขยายสัญญาณ RF
● การกำหนดทิศทางของพื้นผิว Si ที่ปรับแต่งได้:เลือกจากการวางแนวพื้นผิว Si ที่แตกต่างกัน เช่น <111>, <100> และอื่นๆ เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์
●ความต้านทานที่กำหนดเอง:เลือกตัวเลือกความต้านทานที่แตกต่างกันสำหรับ Si ตั้งแต่แบบกึ่งฉนวนไปจนถึงความต้านทานสูงและความต้านทานต่ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์
●ประเภทการใช้สารกระตุ้น:มีให้เลือกใช้การเจือปนประเภท N หรือ P เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ไฟฟ้า ทรานซิสเตอร์ RF หรือ LED
●แรงดันไฟฟ้าพังทลายสูง:เวเฟอร์ GaN-on-Si มีแรงดันไฟฟ้าพังทลายสูง (สูงถึง 1,200 โวลต์) ช่วยให้สามารถรองรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงได้
● ความเร็วในการสลับที่เร็วขึ้น:GaN มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าและการสูญเสียการสลับที่ต่ำกว่าซิลิกอน ทำให้เวเฟอร์ GaN-on-Si เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวงจรความเร็วสูง
● ประสิทธิภาพความร้อนที่เพิ่มขึ้น:แม้ว่าซิลิกอนจะมีค่าการนำความร้อนต่ำ แต่ GaN-on-Si ยังคงมีเสถียรภาพทางความร้อนที่เหนือกว่า โดยมีการกระจายความร้อนได้ดีกว่าอุปกรณ์ซิลิกอนแบบดั้งเดิม
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| พารามิเตอร์ | ค่า |
| ขนาดเวเฟอร์ | 4นิ้ว, 6นิ้ว |
| การวางแนวของพื้นผิว Si | <111>, <100>, กำหนดเอง |
| ค่าความต้านทานไฟฟ้า | 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) |
| แรงดันพังทลาย | 600V – 1200V |
| การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน | 2000 ซม.²/ว.วินาที |
| การสลับความถี่ | สูงสุดถึง 18 GHz |
| ความหยาบของพื้นผิวเวเฟอร์ | RMS ~0.25 นาโนเมตร (AFM) |
| แผ่น GaN ต้านทาน | 437.9 Ω·ซม² |
| การบิดเวเฟอร์ทั้งหมด | < 25 µm (สูงสุด) |
| การนำความร้อน | 1.3 – 2.1 วัตต์/ซม.·เคลวิน |
แอปพลิเคชั่น
เครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูง:GaN-on-Si เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้ากำลัง เช่น เครื่องขยายกำลัง เครื่องแปลงไฟ และอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบพลังงานหมุนเวียน ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และอุปกรณ์อุตสาหกรรม แรงดันพังทลายที่สูงและความต้านทานการเปิดต่ำทำให้การแปลงพลังงานมีประสิทธิภาพ แม้ในแอพพลิเคชั่นที่มีกำลังสูง
การสื่อสาร RF และไมโครเวฟ:เวเฟอร์ GaN-on-Si มีความสามารถด้านความถี่สูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องขยายกำลัง RF ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบเรดาร์ และเทคโนโลยี 5G โดยมีความเร็วในการสลับที่สูงขึ้นและความสามารถในการทำงานที่ความถี่ที่สูงขึ้น (สูงถึง18 กิกะเฮิรตซ์) อุปกรณ์ GaN มอบประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแอปพลิเคชันเหล่านี้
อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์:GaN-on-Si ใช้ในระบบพลังงานยานยนต์ เช่นเครื่องชาร์จบนเครื่อง (OBC)และตัวแปลง DC-DCความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นและทนต่อระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในยานพาหนะไฟฟ้าที่ต้องการการแปลงพลังงานที่แข็งแกร่ง
LED และออปโตอิเล็กทรอนิกส์:GaN เป็นวัสดุที่เลือกใช้ ไฟ LED สีฟ้าและสีขาวเวเฟอร์ GaN-on-Si นำมาใช้ในการผลิตระบบไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพสูง โดยให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการให้แสงสว่าง เทคโนโลยีการแสดงผล และการสื่อสารด้วยแสง
ถาม-ตอบ
คำถามที่ 1: ข้อได้เปรียบของ GaN เมื่อเทียบกับซิลิกอนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คืออะไร
ก1:GaN มีแบนด์แก๊ปที่กว้างขึ้น (3.4 eV)มากกว่าซิลิกอน (1.1 eV) ซึ่งทำให้ทนต่อแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ คุณสมบัตินี้ทำให้ GaN สามารถจัดการกับแอพพลิเคชั่นที่มีกำลังไฟสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ นอกจากนี้ GaN ยังให้ความเร็วในการสลับที่เร็วขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์ความถี่สูง เช่น เครื่องขยายสัญญาณ RF และตัวแปลงไฟฟ้า
คำถามที่ 2: ฉันสามารถปรับแต่งทิศทางของพื้นผิว Si สำหรับการใช้งานของฉันได้หรือไม่
A2:ใช่ เราเสนอทิศทางของพื้นผิว Si ที่ปรับแต่งได้เช่น<111>, <100>และทิศทางอื่นๆ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของอุปกรณ์ของคุณ ทิศทางของพื้นผิว Si มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของอุปกรณ์ รวมถึงคุณลักษณะทางไฟฟ้า พฤติกรรมทางความร้อน และเสถียรภาพทางกล
คำถามที่ 3: ประโยชน์จากการใช้เวเฟอร์ GaN-on-Si สำหรับการใช้งานความถี่สูงคืออะไร
A3:เวเฟอร์ GaN-on-Si มอบความเหนือกว่าความเร็วในการสลับทำให้ทำงานได้เร็วขึ้นที่ความถี่ที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับซิลิกอน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับRFและไมโครเวฟการใช้งานรวมถึงความถี่สูงอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นHEMTs(ทรานซิสเตอร์ความคล่องตัวอิเล็กตรอนสูง) และเครื่องขยายสัญญาณ RFความสามารถในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นของ GaN ส่งผลให้การสูญเสียการสลับลดลงและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
คำถามที่ 4: มีตัวเลือกการเจือปนสารใดบ้างสำหรับเวเฟอร์ GaN-on-Si?
ก4:เราเสนอทั้งประเภท Nและประเภท Pตัวเลือกการเจือปนสารซึ่งมักใช้กับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ประเภทต่างๆการโด๊ปแบบ N-typeเหมาะอย่างยิ่งสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าและเครื่องขยายสัญญาณ RF, ในขณะที่การเจือปนสารประเภท Pมักใช้กับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่น LED
บทสรุป
เวเฟอร์แกลเลียมไนไตรด์บนซิลิกอน (GaN-on-Si) ที่เราปรับแต่งตามความต้องการของลูกค้าเป็นโซลูชันที่เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง กำลังไฟฟ้าสูง และอุณหภูมิสูง ด้วยทิศทางของซับสเตรตซิลิกอนที่ปรับแต่งได้ ความต้านทานไฟฟ้า และการเจือปนแบบ N/P เวเฟอร์เหล่านี้จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังและระบบยานยนต์ไปจนถึงการสื่อสาร RF และเทคโนโลยี LED ด้วยคุณสมบัติที่เหนือกว่าของ GaN และความสามารถในการปรับขนาดของซิลิกอน เวเฟอร์เหล่านี้จึงมอบประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และการป้องกันอนาคตสำหรับอุปกรณ์รุ่นต่อไป
แผนภาพรายละเอียด
