Епитаксиални пластини от галиев нитрид: Въведение в процеса на производство

Галиев нитрид (GaN)епитаксиална пластинарастежът е сложен процес, често използващ двуетапен метод. Този метод включва няколко критични етапа, включително високотемпературно изпичане, растеж на буферния слой, рекристализация и отгряване. Чрез прецизно контролиране на температурата през тези етапи двустепенният метод на растеж ефективно предотвратява изкривяването на пластините, причинено от несъответствие на решетката или напрежение, което го прави преобладаващият метод за производство заGaN епитаксиални пластиниглобално.

1. РазбиранеЕпитаксиални пластини

Анепитаксиална пластинасе състои от монокристален субстрат, върху който се отглежда нов монокристален слой. Този епитаксиален слой играе решаваща роля при определянето на приблизително 70% от производителността на крайното устройство, което го прави жизненоважна суровина в производството на полупроводникови чипове.

Позициониран нагоре по веригата на полупроводниковата индустрия,епитаксиални пластинислужи като основен компонент, поддържащ цялата индустрия за производство на полупроводници. Производителите използват усъвършенствани технологии като химическо отлагане на пари (CVD) и епитаксия с молекулярни лъчи (MBE), за да отложат и развият епитаксиалния слой върху материала на субстрата. След това тези пластини се подлагат на допълнителна обработка чрез фотолитография, отлагане на тънък филм и ецване, за да станат полупроводникови пластини. Впоследствие тезивафлисе нарязват на отделни матрици, които след това се опаковат и тестват, за да се създадат крайните интегрални схеми (IC). По време на целия процес на производство на чипове, постоянното взаимодействие с фазата на проектиране на чипове е от решаващо значение, за да се гарантира, че крайният продукт отговаря на всички спецификации и изисквания за производителност.

2. Приложения на GaNЕпитаксиални пластини

Присъщите свойства на GaN правятGaN епитаксиални пластиниособено подходящ за приложения, изискващи работа с висока мощност, висока честота и средно до ниско напрежение. Някои ключови области на приложение включват:

Високо напрежение на пробив: Широката ширина на лентата на GaN позволява на устройствата да издържат на по-високи напрежения в сравнение с традиционните аналогове от силиций или галиев арсенид. Тази характеристика прави GaN идеален за приложения като 5G базови станции и военни радарни системи.

Висока ефективност на преобразуване: Устройствата за превключване на захранване, базирани на GaN, показват значително по-ниско съпротивление при включване в сравнение със силициевите устройства, което води до намалени загуби при превключване и подобрена енергийна ефективност.

Висока топлопроводимост: Отличната топлопроводимост на GaN позволява ефективно разсейване на топлината, което го прави подходящ за приложения с висока мощност и висока температура.

Висока сила на пробивното електрическо поле: Въпреки че силата на пробивното електрическо поле на GaN е сравнима със силициевия карбид (SiC), фактори като полупроводникова обработка и несъответствие на решетката обикновено ограничават капацитета за работа с напрежение на GaN устройствата до около 1000 V, с безопасно работно напрежение обикновено под 650 V.

3. Класифициране на GaNЕпитаксиални пластини

Като полупроводников материал от трето поколение GaN предлага множество предимства, включително устойчивост на висока температура, отлична съвместимост, висока топлопроводимост и широка ширина на лентата. Това доведе до широкото му приемане в различни индустрии.GaN епитаксиални пластинимогат да бъдат категоризирани въз основа на техния субстратен материал: GaN-върху-GaN, GaN-върху-SiC, GaN-върху-сапфир и GaN-върху-силиций. Сред тях,GaN-върху-силициеви пластинив момента са най-широко използвани поради по-ниските си производствени разходи и зрели производствени процеси.**