Галлий нитриді эпитаксиалды пластиналар: өндіріс процесіне кіріспе

Галий нитриді (GaN)эпитаксиалды пластинкаөсу күрделі процесс, көбінесе екі сатылы әдісті қолданады. Бұл әдіс бірнеше маңызды кезеңдерді қамтиды, соның ішінде жоғары температурада пісіру, буферлік қабаттың өсуі, қайта кристалдану және жасыту. Осы кезеңдерде температураны мұқият бақылай отырып, екі сатылы өсу әдісі тордың сәйкессіздігінен немесе кернеуден туындаған пластинаның деформациясын тиімді болдырмайды, бұл оны дайындаудың басым әдісіне айналдырады.GaN эпитаксиалды пластиналаржаһандық деңгейде.

1. ТүсінуЭпитаксиалды пластиналар

Анэпитаксиалды пластинкажаңа монокристалды қабат өсетін монокристалды субстраттан тұрады. Бұл эпитаксиалды қабат соңғы құрылғы өнімділігінің шамамен 70% анықтауда шешуші рөл атқарады, бұл оны жартылай өткізгіш чиптерді өндіруде маңызды шикізат етеді.

Жартылай өткізгіштер өнеркәсіп тізбегінің жоғарғы жағында орналасқан,эпитаксиалды пластиналарбүкіл жартылай өткізгіш өндіру өнеркәсібін қолдайтын негізгі компонент ретінде қызмет етеді. Өндірушілер субстрат материалындағы эпитаксиалды қабатты тұндыру және өсіру үшін химиялық булардың тұндыру (CVD) және молекулярлық сәуленің эпитаксисі (MBE) сияқты озық технологияларды пайдаланады. Содан кейін бұл пластиналар жартылай өткізгіш пластинкаларға айналу үшін фотолитография, жұқа пленка тұндыру және оюлау арқылы қосымша өңдеуден өтеді. Кейіннен бұларвафлижеке қалыптарға кесіледі, содан кейін соңғы интегралды схемаларды (IC) жасау үшін буып-түйіледі және сыналады. Чипті өндірудің бүкіл процесінде соңғы өнімнің барлық техникалық сипаттамалар мен өнімділік талаптарына сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін чипті жобалау кезеңімен тұрақты өзара әрекеттесу өте маңызды.

2. GaN қолданбаларыЭпитаксиалды пластиналар

GaN тән қасиеттері жасайдыGaN эпитаксиалды пластиналарәсіресе жоғары қуатты, жоғары жиілікті және орташа және төмен кернеуді қажет ететін қолданбалар үшін өте қолайлы. Кейбір негізгі қолданбалы аймақтар мыналарды қамтиды:

Жоғары бұзылу кернеуі: GaN диапазонының кең диапазоны құрылғыларға кремний немесе галлий арсенидінің дәстүрлі аналогтарымен салыстырғанда жоғары кернеулерге төтеп беруге мүмкіндік береді. Бұл сипаттама GaN-ті 5G базалық станциялары мен әскери радар жүйелері сияқты қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.

Жоғары түрлендіру тиімділігі: GaN негізіндегі қуатты коммутациялау құрылғылары кремний құрылғыларымен салыстырғанда айтарлықтай төмен қарсылықты көрсетеді, бұл коммутациялық шығындарды азайтады және энергия тиімділігін арттырады.

Жоғары жылу өткізгіштік: GaN тамаша жылу өткізгіштігі жылуды тиімді таратуға мүмкіндік береді, бұл оны жоғары қуатты және жоғары температуралық қолданбалар үшін қолайлы етеді.

Үзіліс кезіндегі электр өрісінің жоғары күші: GaN-ның бұзылған электр өрісінің күші кремний карбидімен (SiC) салыстыруға болатынымен, жартылай өткізгішті өңдеу және тордың сәйкес келмеуі сияқты факторлар әдетте GaN құрылғыларының кернеуді өңдеу қабілетін 1000 В шамасында шектейді, қауіпсіз жұмыс кернеуі әдетте 650 В төмен.

3. GaN классификациясыЭпитаксиалды пластиналар

Үшінші буындағы жартылай өткізгіш материал ретінде GaN көптеген артықшылықтарды ұсынады, соның ішінде жоғары температураға төзімділік, тамаша үйлесімділік, жоғары жылу өткізгіштік және кең диапазон. Бұл оның әртүрлі салаларда кеңінен қолданылуына әкелді.GaN эпитаксиалды пластиналарсубстрат материалына қарай жіктеуге болады: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire және GaN-on-Silicon. Бұлардың ішінде,GaN-on-Silicon пластиналарыөндірістік шығындардың аздығына және жетілген өндірістік процестеріне байланысты қазіргі уақытта ең көп қолданылады.**