Gallium Nitride Epitaxial Wafers: Isang Panimula sa Proseso ng Fabrication

Gallium Nitride (GaN)epitaxial waferAng paglago ay isang kumplikadong proseso, kadalasang gumagamit ng dalawang hakbang na paraan. Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng ilang kritikal na yugto, kabilang ang mataas na temperatura na pagbe-bake, paglaki ng buffer layer, recrystallization, at pagsusubo. Sa pamamagitan ng masusing pagkontrol sa temperatura sa mga yugtong ito, epektibong pinipigilan ng dalawang-hakbang na paraan ng paglaki ang wafer warping na dulot ng hindi pagkakatugma o stress ng sala-sala, na ginagawa itong pangunahing paraan ng paggawa para saGaN epitaxial mga ostiyasa buong mundo.

1. Pag-unawaMga Epitaxial Wafer

Anepitaxial waferay binubuo ng isang solong-kristal na substrate kung saan ang isang bagong solong-kristal na layer ay lumaki. Ang epitaxial layer na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng humigit-kumulang 70% ng pagganap ng huling device, na ginagawa itong isang mahalagang hilaw na materyal sa paggawa ng semiconductor chip.

Nakaposisyon sa upstream sa chain ng industriya ng semiconductor,epitaxial mga ostiyanagsisilbing pundasyong bahagi, na sumusuporta sa buong industriya ng pagmamanupaktura ng semiconductor. Gumagamit ang mga tagagawa ng mga advanced na teknolohiya tulad ng Chemical Vapor Deposition (CVD) at Molecular Beam Epitaxy (MBE) para ideposito at palaguin ang epitaxial layer sa substrate material. Ang mga wafer na ito ay sumasailalim sa karagdagang pagproseso sa pamamagitan ng photolithography, thin film deposition, at etching para maging semiconductor wafer. Sa dakong huli, ang mga itomga ostiyaay diced sa mga indibidwal na dies, na kung saan ay pagkatapos ay nakabalot at sinubukan upang lumikha ng panghuling integrated circuits (ICs). Sa buong proseso ng paggawa ng chip, ang patuloy na pakikipag-ugnayan sa yugto ng disenyo ng chip ay mahalaga upang matiyak na ang huling produkto ay nakakatugon sa lahat ng mga pagtutukoy at mga kinakailangan sa pagganap.

2. Mga aplikasyon ng GaNMga Epitaxial Wafer

Ang mga likas na katangian ng GaN gumawaGaN epitaxial mga ostiyapartikular na angkop para sa mga application na nangangailangan ng mataas na kapangyarihan, mataas na dalas, at medium hanggang mababang boltahe na operasyon. Ang ilang mga pangunahing lugar ng aplikasyon ay kinabibilangan ng:

High Breakdown Voltage: Ang malawak na bandgap ng GaN ay nagbibigay-daan sa mga device na makatiis ng mas mataas na boltahe kumpara sa tradisyonal na silicon o gallium arsenide na mga katapat. Dahil sa katangiang ito, perpekto ang GaN para sa mga application tulad ng 5G base station at military radar system.

Mataas na Kahusayan sa Conversion: Ang GaN-based na power switching device ay nagpapakita ng makabuluhang mas mababang on-resistance kumpara sa mga silicon na device, na nagreresulta sa nabawasang pagkalugi sa switching at pinahusay na kahusayan sa enerhiya.

Mataas na Thermal Conductivity: Ang mahusay na thermal conductivity ng GaN ay nagbibigay-daan sa mahusay na pag-alis ng init, na ginagawa itong angkop para sa mga application na may mataas na kapangyarihan at mataas na temperatura.

High Breakdown Electric Field Strength: Habang ang breakdown electric field strength ng GaN ay maihahambing sa silicon carbide (SiC), ang mga salik tulad ng semiconductor processing at lattice mismatch ay karaniwang nililimitahan ang boltahe sa paghawak ng kapasidad ng mga GaN device sa humigit-kumulang 1000V, na may ligtas na operating voltage na karaniwang mas mababa sa 650V.

3. Pag-uuri ng GaNMga Epitaxial Wafer

Bilang isang third-generation semiconductor material, ang GaN ay nag-aalok ng maraming pakinabang, kabilang ang mataas na temperatura na resistensya, mahusay na compatibility, mataas na thermal conductivity, at isang malawak na bandgap. Ito ay humantong sa malawakang pag-aampon nito sa iba't ibang industriya.GaN epitaxial mga ostiyamaaaring ikategorya batay sa kanilang substrate na materyal: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire, at GaN-on-Silicon. Kabilang sa mga ito,Mga wafer ng GaN-on-Siliconay kasalukuyang pinaka-tinatanggap na ginagamit dahil sa kanilang mas mababang mga gastos sa produksyon at mature na proseso ng pagmamanupaktura.**