GaN-on-Si ((111) N/P Ttyp substrat Epitaxy 4c6c8c8 dla urządzenia LED lub zasilania

Abstrakt substratu GaN na Si

Substraty GaN-on-Si (111) są niezbędne w elektronikach i optoelektronikach o wysokiej wydajności ze względu na ich szeroki przepływ, wysoką mobilność elektronów i przewodność cieplną.Substraty te wykorzystują opłacalność i skalowalność krzemu.Jednakże, aby zmniejszyć gęstość zwichnięć i naprężenie, należy rozwiązać wyzwania takie jak niespójność siatki i różnice rozszerzania termicznego między GaN a Si (111).Zaawansowane techniki wzrostu epitaksyalnegoSubstraty GaN-on-Si (111) są szeroko stosowane w elektronikach mocy, urządzeniach RF i technologii LED, oferując równowagę wydajności,koszty, oraz zgodność z istniejącymi procesami produkcji półprzewodników.

Właściwości substratu GaN-on-Si

Azotany galium na krzemu (GaN-on-Si) to technologia podłoża, która łączy właściwości azotanu galium (GaN) z opłacalnością i skalowalnością krzemu (Si).Substraty GaN-on-Si są szczególnie popularne w elektronikach mocyPoniżej przedstawiono niektóre kluczowe właściwości i zalety substratów GaN-on-Si:

1.Niezgodność siatki

• GaNa takżeTak.mają różne stałe siatki, co prowadzi do znaczącego niezgodności siatki (~ 17%).
• Aby złagodzić te wady, często stosuje się warstwy buforowe między GaN a Si, aby stopniowo przechodzić na stałą siatki.

2.Przewodność cieplna

• GaNma wysoką przewodność cieplną, co umożliwia efektywne rozpraszanie ciepła, co czyni go odpowiednim do zastosowań o dużej mocy.
• Tak.ma również przyzwoitą przewodność cieplną, ale różnica współczynników rozszerzenia cieplnego między GaN a Si może prowadzić do naprężenia i potencjalnego pękania warstwy GaN podczas chłodzenia.

3.Koszty i skalowalność

• SilikonSubstraty są znacznie tańsze i dostępniejsze niż inne alternatywy, takie jak szafir lub węglik krzemowy (SiC).
• Płytki krzemowe są dostępne w większych rozmiarach (do 12 cali), co pozwala na dużą produkcję i niższe koszty.

4.Właściwości elektryczne

• GaNma szeroki odstęp pasmowy (3,4 eV) w porównaniu z krzemu (1,1 eV), co powoduje wysokie napięcie rozbicia, wysoką mobilność elektronów i niskie straty przewodzenia.
• Właściwości te sprawiają, że substraty GaN-on-Si są idealne do zastosowań o wysokiej częstotliwości, wysokiej mocy i wysokiej temperaturze.

5.Wydajność urządzenia

• Urządzenia GaN-on-Si często wykazują doskonałą mobilność elektronów i wysoką prędkość nasycenia, co prowadzi do lepszej wydajności w zastosowaniach RF i mikrofalowych.
• GaN-on-Si jest również stosowany w diodach LED, gdzie właściwości elektryczne i termiczne podłoża przyczyniają się do wysokiej wydajności i jasności.

6.Właściwości mechaniczne

• Właściwości mechaniczne podłoża są kluczowe w produkcji urządzenia.ale mechaniczne naprężenie warstwy GaN z powodu niespójności siatki i różnic rozszerzenia termicznego wymaga ostrożnego zarządzania.

7.Wyzwania

• Główne wyzwania związane z substratami GaN-on-Si obejmują zarządzanie wysoką siatką i niezgodności rozszerzenia termicznego, które mogą prowadzić do pęknięcia, zakręcenia lub tworzenia defektów w warstwie GaN.
• Aby pokonać te wyzwania, niezbędne są zaawansowane techniki, takie jak warstwy buforowe, inżynieryjne substraty i zoptymalizowane procesy wzrostu.

8.Wnioski

• Elektronika energetyczna: GaN-on-Si jest stosowany w wysokowydajnych przetwornikach mocy, falownikach i wzmacniaczach RF.
• Światła LED: Substraty GaN-on-Si są stosowane w diodach LED do oświetlenia i wyświetlaczy ze względu na ich wydajność i jasność.
• Urządzenia RF i mikrofalowe: Wydajność wysokiej częstotliwości sprawia, że GaN-on-Si jest idealny dla tranzystorów i wzmacniaczy RF w systemach komunikacji bezprzewodowej.

Substraty GaN-on-Si oferują opłacalne rozwiązanie do integracji wysokiej wydajności GaN z możliwością produkcji na dużą skalę krzemu,co czyni je kluczową technologią w różnych zaawansowanych aplikacjach elektronicznych.

Podłoże GaN-on-Si prawdziwe zdjęcie

Zastosowanie substratu GaN na Si

Substraty GaN-on-Si są wykorzystywane głównie w kilku kluczowych zastosowaniach:

1. Elektronika energetyczna: GaN-on-Si jest szeroko stosowany w tranzystorach mocy i konwerterach ze względu na wysoką wydajność, szybkie prędkości przełączania i zdolność do pracy w wysokich temperaturach, co czyni go idealnym źródłem zasilania,pojazdy elektryczne, oraz systemów energii odnawialnej.

2. Urządzenia RF: Substraty GaN-on-Si są stosowane w wzmacniaczach RF i tranzystorach mikrofalowych, szczególnie w systemach komunikacji 5G i radarach, gdzie kluczowa jest wysoka moc i częstotliwość.

3. Technologia LED: GaN-on-Si jest stosowany w produkcji diod LED, zwłaszcza dla diod LED niebieskich i białych, oferując opłacalne i skalowalne rozwiązania produkcyjne do oświetlenia i wyświetlaczy.

4. Fotodetektory i czujniki: GaN-on-Si jest również wykorzystywany w fotodetektorach UV i różnych czujnikach, korzystając z szerokiego pasma GaN ′ i wysokiej wrażliwości na światło UV.

Stosowania te podkreślają wszechstronność i znaczenie substratów GaN-on-Si w nowoczesnej elektroniki i optoelektroniki.

Pytania i odpowiedzi

P: Dlaczego GaN nad si?

A:GaN na Si oferuje ekonomiczne rozwiązanie dla elektroniki o wysokiej wydajności, łącząc zalety szerokiego pasma GaN, wysokiej mobilności elektronów,i przewodności cieplnej z skalowalnością i przystępnością cenową substratów krzemowychGaN jest idealny do zastosowań o wysokiej częstotliwości, wysokim napięciu i wysokiej temperaturze, co czyni go lepszym wyborem dla elektroniki mocy, urządzeń RF i diod LED.Substraty krzemowe umożliwiają większe rozmiary płytek, zmniejszając koszty produkcji i ułatwiając integrację z istniejącymi procesami produkcji półprzewodników.zaawansowane techniki pomagają złagodzić te problemy, co sprawia, że GaN na Si jest przekonującą opcją dla nowoczesnych zastosowań elektronicznych i optoelektronicznych.

P: Co to jest GaN-on-Si?

A:GaN-on-Si odnosi się do warstw azotynu galiu (GaN) uprawianych na podłożu krzemu (Si).i zdolność do pracy przy wysokich napięciach i temperaturachW przypadku uprawy na krzemu, łączy w sobie zaawansowane właściwości GaN z efektywnością kosztową i skalowalnością krzemu.Urządzenia RF, diody LED i inne urządzenia elektroniczne i optoelektroniczne o wysokiej wydajności.Integracja z krzemowym umożliwia większe rozmiary płytek i kompatybilność z istniejącymi procesami produkcji półprzewodników, chociaż wyzwania takie jak niezgodność siatki muszą być zarządzane.