Gallium-nitrid szilícium lapkán 4 hüvelykes 6 hüvelykes, testreszabott Si hordozó orientációja, ellenállása és N-típusú/P-típusú opciók
Jellemzők
●Széles tiltott sáv:A GaN (3,4 eV) jelentős javulást biztosít a nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű és magas hőmérsékleti teljesítményben a hagyományos szilíciumhoz képest, így ideális teljesítményeszközökhöz és RF erősítőkhöz.
●Testreszabható Si hordozó orientáció:Válasszon a különböző Si szubsztrát orientációk közül, például <111>, <100> és mások, hogy megfeleljenek az adott eszköz követelményeinek.
●Testreszabott ellenállás:Válasszon a Si különböző ellenállási lehetőségei közül, a félig szigetelőtől a nagy és alacsony ellenálláson át az eszköz teljesítményének optimalizálása érdekében.
●Dopping típusa:N-típusú vagy P-típusú adalékolással kapható, hogy megfeleljen a teljesítményeszközök, RF tranzisztorok vagy LED-ek követelményeinek.
●Magas átütési feszültség:A GaN-on-Si ostyák magas átütési feszültséggel rendelkeznek (akár 1200 V), ami lehetővé teszi számukra a nagyfeszültségű alkalmazások kezelését.
●Gyorsabb kapcsolási sebességek:A GaN nagyobb elektronmobilitással és alacsonyabb kapcsolási veszteségekkel rendelkezik, mint a szilícium, így a GaN-on-Si ostyák ideálisak nagysebességű áramkörökhöz.
●Fokozott hőteljesítmény:A szilícium alacsony hővezető képessége ellenére a GaN-on-Si továbbra is kiváló hőstabilitást kínál, jobb hőelvezetéssel, mint a hagyományos szilícium eszközök.
Műszaki adatok
| Paraméter | Érték |
| Ostya mérete | 4 hüvelykes, 6 hüvelykes |
| Si hordozó orientációja | <111>, <100>, egyéni |
| Si ellenállás | Nagy ellenállású, félig szigetelő, alacsony ellenállású |
| Dopping típusa | N-típusú, P-típusú |
| GaN rétegvastagság | 100 nm – 5000 nm (testreszabható) |
| AlGaN záróréteg | 24% – 28% Al (tipikus 10-20 nm) |
| Átütési feszültség | 600V – 1200V |
| Elektronmobilitás | 2000 cm²/V·s |
| Kapcsolási frekvencia | Akár 18 GHz-ig |
| Ostya felületi érdesség | RMS ~0,25 nm (AFM) |
| GaN lemez ellenállás | 437,9 Ω·cm² |
| Teljes ostyavetemülés | < 25 µm (maximum) |
| Hővezető képesség | 1,3 – 2,1 W/cm·K |
Alkalmazások
TeljesítményelektronikaA GaN-on-Si ideális teljesítményelektronikához, például megújuló energiarendszerekben, elektromos járművekben (EV) és ipari berendezésekben használt teljesítményerősítőkhöz, konverterekhez és inverterekhez. Magas letörési feszültsége és alacsony bekapcsolási ellenállása hatékony teljesítményátalakítást biztosít még nagy teljesítményű alkalmazásokban is.
RF és mikrohullámú kommunikációA GaN-on-Si ostyák nagyfrekvenciás képességeket kínálnak, így tökéletesek RF teljesítményerősítőkhöz, műholdas kommunikációhoz, radarrendszerekhez és 5G technológiákhoz. Nagyobb kapcsolási sebességüknek és a magasabb frekvenciákon (akár18 GHz), a GaN eszközök kiváló teljesítményt nyújtanak ezekben az alkalmazásokban.
AutóelektronikaA GaN-on-Si-t autóipari energiaellátó rendszerekben használják, beleértve a következőket:fedélzeti töltők (OBC-k)ésDC-DC átalakítókMagasabb hőmérsékleten való működési és magasabb feszültségszinteket elviselő képessége alkalmassá teszi olyan elektromos járműalkalmazásokhoz, amelyek robusztus teljesítményátalakítást igényelnek.
LED és optoelektronikaA GaN a választott anyag a következőkhöz: kék és fehér LED-ekA GaN-on-Si szeleteket nagy hatékonyságú LED-es világítási rendszerek gyártására használják, kiváló teljesítményt nyújtva a világítástechnikában, a kijelzőtechnológiákban és az optikai kommunikációban.
Kérdések és válaszok
1. kérdés: Mi a GaN előnye a szilíciummal szemben az elektronikus eszközökben?
A1:A GaN-nak van egyszélesebb tiltott sáv (3,4 eV)mint a szilícium (1,1 eV), ami lehetővé teszi számára, hogy magasabb feszültségeket és hőmérsékleteket ellenálljon. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a GaN számára, hogy hatékonyabban kezelje a nagy teljesítményű alkalmazásokat, csökkentve a teljesítményveszteséget és növelve a rendszer teljesítményét. A GaN gyorsabb kapcsolási sebességet is kínál, ami kulcsfontosságú a nagyfrekvenciás eszközök, például az RF erősítők és a teljesítményátalakítók esetében.
2. kérdés: Testreszabhatom a Si szubsztrát orientációját az alkalmazásomhoz?
A2:Igen, kínálunktestreszabható Si szubsztrát orientációkpéldául<111>, <100>, és egyéb orientációk az eszköz igényeitől függően. A Si szubsztrátum orientációja kulcsszerepet játszik az eszköz teljesítményében, beleértve az elektromos jellemzőket, a termikus viselkedést és a mechanikai stabilitást.
3. kérdés: Milyen előnyei vannak a GaN-on-Si ostyák használatának nagyfrekvenciás alkalmazásokban?
A3:A GaN-on-Si ostyák kiváló minőségűekkapcsolási sebességek, lehetővé téve a gyorsabb működést magasabb frekvenciákon a szilíciumhoz képest. Ez ideálissá teszi őket a következőkhöz:RFésmikrohullámúalkalmazások, valamint a nagyfrekvenciástápegységekpéldáulHEMT-ek(Nagy elektronmobilitású tranzisztorok) ésRF erősítőkA GaN nagyobb elektronmobilitása alacsonyabb kapcsolási veszteségeket és jobb hatásfokot is eredményez.
4. kérdés: Milyen adalékolási lehetőségek állnak rendelkezésre a GaN-on-Si ostyákhoz?
A4:Mindkettőt kínáljukN-típusúésP-típusúdoppingolási lehetőségek, amelyeket általában különböző típusú félvezető eszközökhöz használnak.N-típusú doppingolásideális a következőkhöz:teljesítménytranzisztorokésRF erősítők, miközbenP-típusú doppingolásGyakran használják optoelektronikai eszközökben, például LED-ekben.
Következtetés
Testreszabott gallium-nitrid szilíciumra (GaN-on-Si) szeleteink ideális megoldást kínálnak nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű és magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz. A testreszabható Si szubsztrát orientációval, ellenállással és N-típusú/P-típusú adalékolással ezek a szeletek az erősáramú elektronikától és az autóipari rendszerektől az RF kommunikációig és a LED-technológiákig terjedő iparágak speciális igényeihez igazodnak. A GaN kiváló tulajdonságait és a szilícium skálázhatóságát kihasználva ezek a szeletek fokozott teljesítményt, hatékonyságot és jövőbiztosságot kínálnak a következő generációs eszközök számára.
Részletes ábra
