ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් ඔන් සිලිකන් වේෆර් 4 අඟල් 6 අඟල් ටේලර්ඩ් Si උපස්ථරය දිශානතිය, ප්‍රතිරෝධකතාව සහ N-වර්ගය/P-වර්ගයේ විකල්ප
විශේෂාංග
●පුළුල් කලාප පරතරය:GaN (3.4 eV) සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් හා සසඳන විට අධි-සංඛ්‍යාත, අධි-බල සහ අධි-උෂ්ණත්ව ක්‍රියාකාරිත්වයේ සැලකිය යුතු දියුණුවක් සපයන අතර, එය බල උපාංග සහ RF ඇම්ප්ලිෆයර් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
●අභිරුචිකරණය කළ හැකි Si උපස්ථර දිශානතිය:නිශ්චිත උපාංග අවශ්‍යතාවලට ගැළපෙන පරිදි <111>, <100>, සහ වෙනත් විවිධ Si උපස්ථර දිශානතියන්ගෙන් තෝරන්න.
●අභිරුචිකරණය කළ ප්‍රතිරෝධකතාව:උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා අර්ධ පරිවාරකයේ සිට ඉහළ ප්‍රතිරෝධකතාව සහ අඩු ප්‍රතිරෝධකතාව දක්වා Si සඳහා විවිධ ප්‍රතිරෝධක විකල්ප අතර තෝරන්න.
● තහනම් උත්තේජක වර්ගය:බල උපාංග, RF ට්‍රාන්සිස්ටර හෝ LED වල අවශ්‍යතාවලට ගැලපෙන පරිදි N-වර්ගයේ හෝ P-වර්ගයේ මාත්‍රණයෙන් ලබා ගත හැකිය.
●ඉහළ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය:GaN-on-Si වේෆර්වල ඉහළ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයක් (1200V දක්වා) ඇති අතර එමඟින් අධි වෝල්ටීයතා යෙදුම් හැසිරවීමට ඉඩ සලසයි.
● වේගවත් මාරුවීමේ වේගයන්:GaN හි ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලතාව ඉහළ සහ මාරුවීමේ පාඩු අඩු බැවින්, GaN-on-Si වේෆර් අධිවේගී පරිපථ සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
●වැඩිදියුණු කළ තාප කාර්ය සාධනය:සිලිකන් වල තාප සන්නායකතාවය අඩු වුවද, GaN-on-Si තවමත් සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් උපාංගවලට වඩා හොඳ තාප විසර්ජනයක් සමඟින් උසස් තාප ස්ථායිතාවයක් ලබා දෙයි.
තාක්ෂණික පිරිවිතර
| පරාමිතිය | වටිනාකම |
| වේෆර් ප්‍රමාණය | අඟල් 4, අඟල් 6 |
| Si උපස්ථර දිශානතිය | <111>, <100>, අභිරුචි |
| Si ප්‍රතිරෝධකතාව | ඉහළ-ප්‍රතිරෝධකතාව, අර්ධ-පරිවාරකතාව, අඩු-ප්‍රතිරෝධකතාව |
| තහනම් උත්තේජක වර්ගය | N-වර්ගය, P-වර්ගය |
| GaN ස්ථර ඝනකම | 100 nm – 5000 nm (අභිරුචිකරණය කළ හැකි) |
| AlGaN බාධක ස්ථරය | 24% – 28% Al (සාමාන්‍ය 10-20 nm) |
| බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය | 600V - 1200V |
| ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලනය | 2000 සෙ.මී.²/V·s |
| සංඛ්‍යාතය මාරු කිරීම | 18 GHz දක්වා |
| වේෆර් මතුපිට රළුබව | ආර්එම්එස් ~0.25 නැනෝමීටර් (ඒඑෆ්එම්) |
| GaN තහඩු ප්‍රතිරෝධය | 437.9 Ω·සෙ.මී.² |
| සම්පූර්ණ වේෆර් වෝර්ප් | < 25 µm (උපරිම) |
| තාප සන්නායකතාවය | 1.3 – 2.1 W/සෙ.මී.·කි. |
අයදුම්පත්
බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: GaN-on-Si යනු පුනර්ජනනීය බලශක්ති පද්ධති, විදුලි වාහන (EV) සහ කාර්මික උපකරණවල භාවිතා වන බල ඇම්ප්ලිෆයර්, පරිවර්තක සහ ඉන්වර්ටර් වැනි බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සඳහා කදිමයි. එහි ඉහළ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය සහ අඩු ප්‍රතිරෝධය අධි බල යෙදුම්වල පවා කාර්යක්ෂම බල පරිවර්තනය සහතික කරයි.
RF සහ ක්ෂුද්‍ර තරංග සන්නිවේදනය: GaN-on-Si වේෆර් ඉහළ සංඛ්‍යාත හැකියාවන් ලබා දෙන අතර, ඒවා RF බල ඇම්ප්ලිෆයර්, චන්ද්‍රිකා සන්නිවේදනය, රේඩාර් පද්ධති සහ 5G තාක්ෂණයන් සඳහා පරිපූර්ණ කරයි. ඉහළ මාරු කිරීමේ වේගයන් සහ ඉහළ සංඛ්‍යාතවල ක්‍රියා කිරීමේ හැකියාව සමඟ (දක්වා18 ගිගාහර්ට්ස්), GaN උපාංග මෙම යෙදුම්වල උසස් කාර්ය සාධනයක් ලබා දෙයි.
මෝටර් රථ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: GaN-on-Si මෝටර් රථ බල පද්ධතිවල භාවිතා වේ, ඒවා අතර:ඔන්-බෝඩ් චාජර් (OBC)සහDC-DC පරිවර්තකඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ක්‍රියා කිරීමට සහ ඉහළ වෝල්ටීයතා මට්ටම්වලට ඔරොත්තු දීමට ඇති හැකියාව නිසා, ශක්තිමත් බල පරිවර්තනයක් අවශ්‍ය වන විදුලි වාහන යෙදුම් සඳහා එය හොඳින් ගැලපේ.
LED සහ දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: GaN යනු තෝරා ගැනීමේ ද්‍රව්‍යයයි නිල් සහ සුදු LED. GaN-on-Si වේෆර් භාවිතා කරනු ලබන්නේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතා LED ආලෝකකරණ පද්ධති නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා වන අතර, ආලෝකකරණය, සංදර්ශක තාක්ෂණයන් සහ දෘශ්‍ය සන්නිවේදනයන්හි විශිෂ්ට කාර්ය සාධනයක් සපයයි.
ප්‍රශ්නෝත්තර
Q1: ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල සිලිකන් වලට වඩා GaN හි වාසිය කුමක්ද?
ඒ 1:GaN සතුව ඇත්තේපළල් කලාප පරතරය (3.4 eV)සිලිකන් (1.1 eV) ට වඩා වැඩි වන අතර එමඟින් ඉහළ වෝල්ටීයතා සහ උෂ්ණත්වයන්ට ඔරොත්තු දීමට ඉඩ සලසයි. මෙම ගුණාංගය GaN හට අධි බල යෙදුම් වඩාත් කාර්යක්ෂමව හැසිරවීමට හැකියාව ලබා දෙයි, බල අලාභය අඩු කර පද්ධති ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි කරයි. RF ඇම්ප්ලිෆයර් සහ බල පරිවර්තක වැනි අධි සංඛ්‍යාත උපාංග සඳහා ඉතා වැදගත් වන වේගවත් මාරු කිරීමේ වේගයන් ද GaN විසින් ලබා දෙයි.
Q2: මගේ යෙදුම සඳහා Si උපස්ථර දිශානතිය අභිරුචිකරණය කළ හැකිද?
ඒ 2:ඔව්, අපි පිරිනමනවාඅභිරුචිකරණය කළ හැකි Si උපස්ථර දිශානතිආදි<111>, <100>, සහ ඔබගේ උපාංග අවශ්‍යතා මත රඳා පවතින අනෙකුත් දිශානති. Si උපස්ථරයේ දිශානතිය විද්‍යුත් ලක්ෂණ, තාප හැසිරීම සහ යාන්ත්‍රික ස්ථායිතාව ඇතුළුව උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වයේ ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
Q3: අධි-සංඛ්‍යාත යෙදුම් සඳහා GaN-on-Si වේෆර් භාවිතා කිරීමේ ප්‍රතිලාභ මොනවාද?
A3:GaN-on-Si වේෆර් උසස්මාරුවීමේ වේගයන්, සිලිකන් හා සසඳන විට ඉහළ සංඛ්‍යාතවලදී වේගවත් ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබා දෙයි. මෙය ඒවා සඳහා වඩාත් සුදුසු වේRFසහමයික්‍රෝවේව් උදුනයෙදුම්, මෙන්ම අධි-සංඛ්‍යාතබල උපාංගආදිHEMTs(අධි ඉලෙක්ට්‍රෝන චලන ට්‍රාන්සිස්ටර) සහRF ඇම්ප්ලිෆයර්GaN හි ඉහළ ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලනය නිසා අඩු මාරුවීම් පාඩු සහ වැඩිදියුණු කළ කාර්යක්ෂමතාව ද ඇති වේ.
Q4: GaN-on-Si වේෆර් සඳහා ලබා ගත හැකි මාත්‍රණ විකල්ප මොනවාද?
ඒ 4:අපි දෙකම පිරිනමන්නෙමුN-වර්ගයසහP-වර්ගයවිවිධ වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක උපාංග සඳහා බහුලව භාවිතා වන මාත්‍රණ විකල්ප.N-වර්ගයේ තහනම් උත්තේජක භාවිතයසඳහා වඩාත් සුදුසුයබල ට්‍රාන්සිස්ටරසහRF ඇම්ප්ලිෆයර්, අතරP-වර්ගයේ තහනම් උත්තේජක භාවිතයබොහෝ විට LED වැනි දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා භාවිතා වේ.
නිගමනය
අපගේ අභිරුචිකරණය කරන ලද ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් ඔන් සිලිකන් (GaN-on-Si) වේෆර් අධි-සංඛ්‍යාත, අධි-බල සහ අධි-උෂ්ණත්ව යෙදුම් සඳහා කදිම විසඳුමක් සපයයි. අභිරුචිකරණය කළ හැකි Si උපස්ථර දිශානති, ප්‍රතිරෝධකතාව සහ N-වර්ගය/P-වර්ගයේ මාත්‍රණය සමඟින්, මෙම වේෆර් බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ මෝටර් රථ පද්ධතිවල සිට RF සන්නිවේදන සහ LED තාක්ෂණයන් දක්වා කර්මාන්තවල නිශ්චිත අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා සකස් කර ඇත. GaN හි උසස් ගුණාංග සහ සිලිකන් වල පරිමාණය භාවිතා කරමින්, මෙම වේෆර් ඊළඟ පරම්පරාවේ උපාංග සඳහා වැඩිදියුණු කළ කාර්ය සාධනය, කාර්යක්ෂමතාව සහ අනාගත-ප්‍රතිරෝධනය ලබා දෙයි.
විස්තරාත්මක රූප සටහන
