ጋሊየም ናይትሬድ በሲሊኮን ዋፈር ላይ 4 ኢንች 6 ኢንች የተበጀ የሲ ንጣፍ አቀማመጥ፣ የመቋቋም ችሎታ እና የኤን-አይነት/ፒ-አይነት አማራጮች
ባህሪያት
●ሰፊ ባንድጋፕ፡GaN (3.4 eV) ከባህላዊ ሲሊኮን ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ድግግሞሽ፣ ከፍተኛ ኃይል እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን አፈፃፀም ላይ ጉልህ መሻሻልን ይሰጣል፣ ይህም ለኃይል መሳሪያዎች እና ለRF ማጉያዎች ተስማሚ ያደርገዋል።
● ሊበጅ የሚችል የSi substrate አቀማመጥ፡ከተወሰኑ የመሣሪያ መስፈርቶች ጋር የሚዛመዱ እንደ <111>፣ <100> እና ሌሎች ካሉ የተለያዩ የSi substrate አቀማመጦች ይምረጡ።
●የተበጀ የመቋቋም አቅም፡የመሳሪያውን አፈፃፀም ለማሻሻል ከፊል-ኢንሱሌሽን እስከ ከፍተኛ-መቋቋም እና ዝቅተኛ-መቋቋም ድረስ ለSi የተለያዩ የሪሲቲቪቲ አማራጮች መካከል ይምረጡ።
●የዶፒንግ አይነት፡የኃይል መሳሪያዎችን፣ የRF ትራንዚስተሮችን ወይም የኤልኢዲዎችን መስፈርቶች ለማሟላት በኤን-አይነት ወይም ፒ-አይነት ዶፒንግ ይገኛል።
●ከፍተኛ የብልሽት ቮልቴጅ፡የGaN-on-Si ዋፈሮች ከፍተኛ የብልሽት ቮልቴጅ (እስከ 1200 ቮልት) ያላቸው ሲሆን ይህም ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸውን አፕሊኬሽኖች እንዲይዙ ያስችላቸዋል።
● ፈጣን የመቀየሪያ ፍጥነት፡GaN ከሲሊኮን የበለጠ የኤሌክትሮን ተንቀሳቃሽነት እና የመቀየሪያ ኪሳራዎች ያሉት ሲሆን ይህም GaN-on-Si ዋፈርስ ለከፍተኛ ፍጥነት ላላቸው ወረዳዎች ተስማሚ ያደርገዋል።
● የተሻሻለ የሙቀት አፈጻጸም፡የሲሊኮን ዝቅተኛ የሙቀት ማስተላለፊያ ቢኖርም፣ GaN-on-Si አሁንም ከባህላዊ የሲሊኮን መሳሪያዎች የተሻለ የሙቀት ማስተላለፊያ ያለው የላቀ የሙቀት መረጋጋትን ይሰጣል።
ቴክኒካዊ ዝርዝሮች
| መለኪያ | እሴት |
| የዋፈር መጠን | 4 ኢንች፣ 6 ኢንች |
| የሲ ንኡስ ምህዋር አቀማመጥ | <111>፣ <100>፣ ብጁ |
| ሲ ሬዚስቲሲቲ | ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ፣ ከፊል-ኢንሱሌሽን፣ ዝቅተኛ የመቋቋም ችሎታ |
| የዶፒንግ አይነት | ኤን-አይነት፣ ፒ-አይነት |
| የጋኤን ንብርብር ውፍረት | 100 nm – 5000 nm (ሊበጅ የሚችል) |
| የአልጋኤን ባሪየር ንብርብር | 24% – 28% Al (መደበኛ 10-20 nm) |
| የብልሽት ቮልቴጅ | 600V – 1200V |
| ኤሌክትሮን ሞቢሊቲ | 2000 ሴሜ²/ቪ·s |
| የመቀየሪያ ድግግሞሽ | እስከ 18 ጊኸርዝ |
| የዋፈር ወለል ሻካራነት | አርኤምኤስ ~0.25 nm (AFM) |
| የ GaN ሉህ መቋቋም | 437.9 Ω·ሴሜ² |
| ቶታል ዋፈር ዋርፕ | < 25 µm (ቢበዛ) |
| የሙቀት ማስተላለፊያ | 1.3 – 2.1 ወ/ሴሜ·ኬ |
አፕሊኬሽኖች
የኃይል ኤሌክትሮኒክስ፦ GaN-on-Si እንደ የኃይል ማጉያዎች፣ መቀየሪያዎች እና ኢንቨርተሮች ላሉ የኃይል ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ተስማሚ ነው፣ በታዳሽ የኃይል ስርዓቶች፣ በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች (EVs) እና በኢንዱስትሪ መሳሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ። ከፍተኛ የብልሽት ቮልቴጅ እና ዝቅተኛ የመቋቋም አቅሙ በከፍተኛ ኃይል አፕሊኬሽኖች ውስጥም ቢሆን ውጤታማ የኃይል ልወጣን ያረጋግጣሉ።
አርኤፍ እና ማይክሮዌቭ ኮሙኒኬሽንስየ GaN-on-Si ዋፈርዎች ከፍተኛ የድግግሞሽ አቅምን ያቀርባሉ፣ ይህም ለRF የኃይል ማጉያዎች፣ ለሳተላይት ግንኙነቶች፣ ለራዳር ስርዓቶች እና ለ5ጂ ቴክኖሎጂዎች ፍጹም ያደርጋቸዋል። ከፍተኛ የመቀየሪያ ፍጥነት እና በከፍተኛ ድግግሞሽ (እስከ18 ጊኸ)፣ የ GaN መሳሪያዎች በእነዚህ መተግበሪያዎች ውስጥ የላቀ አፈፃፀም ይሰጣሉ።
ኦቶሞቲቭ ኤሌክትሮኒክስGaN-on-Si በአውቶሞቲቭ የኃይል ስርዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ የሚከተሉትን ጨምሮበመርከቡ ላይ ያሉ ቻርጀሮች (OBCs)እናየዲሲ-ዲሲ መቀየሪያዎችበከፍተኛ የሙቀት መጠን የመስራት እና ከፍተኛ የቮልቴጅ ደረጃዎችን የመቋቋም ችሎታው ጠንካራ የኃይል ልወጣ ለሚያስፈልጋቸው የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርገዋል።
ኤልኢዲ እና ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ: GaN ለምርጫ ቁሳቁስ ነው ሰማያዊ እና ነጭ LEDsየ GaN-on-Si ዋፈርዎች ከፍተኛ ብቃት ያላቸውን የ LED የመብራት ስርዓቶችን ለማምረት ያገለግላሉ፣ ይህም በመብራት፣ በማሳያ ቴክኖሎጂዎች እና በኦፕቲካል ግንኙነቶች ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ አፈፃፀም ይሰጣል።
ጥያቄ እና መልስ
ጥያቄ 1፡ በኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ውስጥ ከሲሊኮን ይልቅ የ GaN ጥቅም ምንድነው?
A1፡ጋኤን አለውሰፊ የባንድ ክፍተት (3.4 eV)ከሲሊኮን (1.1 eV) የበለጠ ሲሆን ይህም ከፍተኛ ቮልቴጅ እና የሙቀት መጠንን እንዲቋቋም ያስችለዋል። ይህ ባህሪ GaN ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን አፕሊኬሽኖች በብቃት እንዲይዝ ያስችለዋል፣ የኃይል ብክነትን ይቀንሳል እና የስርዓት አፈፃፀምን ይጨምራል። GaN እንዲሁም እንደ RF ማጉያዎች እና የኃይል መቀየሪያዎች ላሉ ከፍተኛ ድግግሞሽ መሳሪያዎች ወሳኝ የሆኑ ፈጣን የመቀየሪያ ፍጥነቶችን ይሰጣል።
ጥ 2፡ ለመተግበሪያዬ የSi substrate አቀማመጥን ማበጀት እችላለሁን?
A2፡አዎ፣ እናቀርባለንሊበጁ የሚችሉ የSi substrate አቀማመጦችእንደ<111>, <100>እና ሌሎች አቅጣጫዎች እንደ መሳሪያዎ መስፈርቶች ይወሰናሉ። የSi substrate አቀማመጥ በመሳሪያው አፈጻጸም ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታል፣ ይህም የኤሌክትሪክ ባህሪያትን፣ የሙቀት ባህሪን እና የሜካኒካል መረጋጋትን ያካትታል።
ጥያቄ 3፡ ለከፍተኛ ድግግሞሽ አፕሊኬሽኖች የ GaN-on-Si ዋፈርዎችን መጠቀም ምን ጥቅሞች አሉት?
A3፡የ GaN-on-Si ዋፈሮች የላቀ አገልግሎት ይሰጣሉየመቀየሪያ ፍጥነቶችከሲሊኮን ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ድግግሞሽ ፈጣን አሠራር እንዲኖር ያስችላል። ይህ ለሚከተሉት ተስማሚ ያደርጋቸዋልRFእናማይክሮዌቭአፕሊኬሽኖች፣ እንዲሁም ከፍተኛ ድግግሞሽየኃይል መሳሪያዎችእንደሄምቲዎች(ከፍተኛ ኤሌክትሮን ሞቢሊቲ ትራንዚስተሮች) እናየRF ማጉያዎችየGaN ከፍተኛ የኤሌክትሮን ተንቀሳቃሽነት ዝቅተኛ የመቀየሪያ ኪሳራዎችን እና የተሻሻለ ቅልጥፍናን ያስከትላል።
ጥያቄ 4፡ ለ GaN-on-Si ዋፈሮች ምን አይነት የዶፒንግ አማራጮች አሉ?
ኤ4፡ሁለቱንም እናቀርባለንኤን-አይነትእናየፒ-አይነትለተለያዩ የሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ዓይነቶች በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውሉ የዶፒንግ አማራጮች።ኤን-አይነት ዶፒንግለሚከተሉት ተስማሚ ነውየኃይል ትራንዚስተሮችእናየRF ማጉያዎች, እያለየፒ-አይነት ዶፒንግብዙውን ጊዜ እንደ ኤልኢዲዎች ላሉ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎች ያገለግላል።
መደምደሚያ
የእኛ ብጁ ጋሊየም ናይትሬድ በሲሊኮን (GaN-on-Si) ዋፈርስ ለከፍተኛ ድግግሞሽ፣ ለከፍተኛ ኃይል እና ለከፍተኛ ሙቀት አፕሊኬሽኖች ተስማሚ መፍትሄ ይሰጣሉ። ሊበጁ በሚችሉ የSi substrate አቅጣጫዎች፣ የመቋቋም ችሎታ እና የN-type/P-type doping፣ እነዚህ ዋፈርዎች ከኃይል ኤሌክትሮኒክስ እና ከአውቶሞቲቭ ሲስተሞች እስከ RF ኮሙኒኬሽን እና የ LED ቴክኖሎጂዎች ድረስ ያሉ የኢንዱስትሪዎችን ልዩ ፍላጎቶች ለማሟላት የተነደፉ ናቸው። የGaNን ከፍተኛ ባህሪያት እና የሲሊኮንን ስፋት በመጠቀም፣ እነዚህ ዋፈርዎች ለቀጣዩ ትውልድ መሳሪያዎች የተሻሻለ አፈጻጸም፣ ቅልጥፍና እና የወደፊት መከላከያ ይሰጣሉ።
ዝርዝር ዲያግራም
