Plachete epitaxiale cu nitrură de galiu: o introducere în procesul de fabricație

nitrură de galiu (GaN)napolitană epitaxialăcreșterea este un proces complex, care utilizează adesea o metodă în două etape. Această metodă implică mai multe etape critice, inclusiv coacere la temperatură înaltă, creșterea stratului tampon, recristalizare și recoacere. Prin controlul meticulos al temperaturii pe parcursul acestor etape, metoda de creștere în două etape previne eficient deformarea plachetelor cauzate de nepotrivirea sau stresul rețelei, făcând-o metoda de fabricație predominantă pentruNapolitane epitaxiale GaNla nivel global.

1. ÎnțelegereaNapolitane epitaxiale

Unnapolitană epitaxialăconstă dintr-un substrat monocristal pe care este crescut un nou strat monocristal. Acest strat epitaxial joacă un rol crucial în determinarea a aproximativ 70% din performanța dispozitivului final, făcându-l o materie primă vitală în fabricarea cipurilor semiconductoare.

Poziționat în amonte în lanțul industriei semiconductoare,napolitane epitaxialeservește ca o componentă de bază, susținând întreaga industrie de fabricare a semiconductorilor. Producătorii folosesc tehnologii avansate, cum ar fi depunerea chimică în vapori (CVD) și epitaxia cu fascicul molecular (MBE) pentru a depune și a crește stratul epitaxial pe materialul substratului. Aceste plachete sunt apoi supuse procesării ulterioare prin fotolitografie, depunere de peliculă subțire și gravare pentru a deveni plachete semiconductoare. Ulterior, acesteanapolitanesunt tăiate cubulețe în matrițe individuale, care sunt apoi ambalate și testate pentru a crea circuitele integrate (CI) finale. Pe parcursul întregului proces de producție a cipurilor, interacțiunea constantă cu faza de proiectare a cipurilor este crucială pentru a se asigura că produsul final îndeplinește toate specificațiile și cerințele de performanță.

2. Aplicații ale GaNNapolitane epitaxiale

Proprietățile inerente ale GaN facNapolitane epitaxiale GaNdeosebit de potrivit pentru aplicații care necesită putere mare, frecvență înaltă și funcționare cu tensiune medie până la joasă. Unele domenii cheie de aplicare includ:

Tensiune mare de defalcare: banda interzisă largă a GaN permite dispozitivelor să reziste la tensiuni mai mari în comparație cu omologii tradiționali de siliciu sau arseniură de galiu. Această caracteristică face GaN ideal pentru aplicații precum stațiile de bază 5G și sistemele radar militare.

Eficiență ridicată de conversie: dispozitivele de comutare a puterii bazate pe GaN prezintă o rezistență la pornire semnificativ mai mică în comparație cu dispozitivele din silicon, ceea ce duce la pierderi de comutare reduse și o eficiență energetică îmbunătățită.

Conductivitate termică ridicată: Conductivitatea termică excelentă a lui GaN permite o disipare eficientă a căldurii, făcându-l potrivit pentru aplicații de mare putere și temperatură înaltă.

Puterea câmpului electric de defalcare mare: În timp ce puterea câmpului electric de defalcare a GaN este comparabilă cu carbura de siliciu (SiC), factori precum procesarea semiconductoarelor și nepotrivirea rețelei limitează de obicei capacitatea de manipulare a tensiunii a dispozitivelor GaN la aproximativ 1000 V, cu o tensiune de funcționare sigură, în general, sub 650 V.

3. Clasificarea GaNNapolitane epitaxiale

Ca material semiconductor de a treia generație, GaN oferă numeroase avantaje, inclusiv rezistență la temperaturi ridicate, compatibilitate excelentă, conductivitate termică ridicată și o bandă largă. Acest lucru a dus la adoptarea sa pe scară largă în diverse industrii.Napolitane epitaxiale GaNpot fi clasificate în funcție de materialul substratului lor: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire și GaN-on-Silicon. Printre acestea,Napolitane GaN-on-Siliconsunt în prezent cele mai utilizate pe scară largă datorită costurilor de producție mai mici și proceselor de fabricație mature.**