GaN-on-Si ((111) N/P Tipo T Substrato Epitaxy 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas Para LED ou dispositivo de energia
Número do modelo:Substrato de GaN sobre Si
Local de origem:China
Quantidade mínima de encomenda:5
Condições de pagamento:T/T
Prazo de entrega:2-4 semanas
Bandgap de GaN:3.4 eV
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GaN-on-Si ((111) N/P Ttipo de substrato Epitaxy 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas para LED ou dispositivo de alimentaço
Resumo do substrato de GaN-on-Si
Os substratos GaN-on-Si (111) so essenciais na eletrônica de alto desempenho e na optoeletrônica devido sua ampla distncia de banda, alta mobilidade eletrônica e condutividade térmica.Estes substratos aproveitam a rentabilidade e escalabilidade do silícioNo entanto, desafios como o desajuste da rede e as diferenças de expanso térmica entre GaN e Si (111) devem ser abordados para reduzir a densidade de deslocamento e o estresse.Técnicas avançadas de crescimento epitaxialOs substratos GaN-on-Si (111) so amplamente utilizados em eletrônica de potência, dispositivos de RF e tecnologia LED, oferecendo um equilíbrio de desempenho,custo, e compatibilidade com os processos de fabrico de semicondutores existentes.
Propriedades do substrato GaN-on-Si
O Nitreto de Gállio no Silício (GaN-on-Si) é uma tecnologia de substrato que combina as propriedades do Nitreto de Gállio (GaN) com a rentabilidade e escalabilidade do Silício (Si).Os substratos GaN-on-Si so particularmente populares na eletrônica de potênciaA seguir esto algumas propriedades e vantagens principais de substratos GaN-on-Si:
1.Descoordenaço de grelha
- GaNeSimpossuem constantes de rede diferentes, levando a um desajuste de rede significativo (~ 17%).
- Para atenuar esses defeitos, camadas tampo so frequentemente usadas entre GaN e Si para gradualmente fazer a transiço da constante de rede.
2.Conductividade térmica
- GaNTem uma elevada condutividade térmica, o que permite uma dissipaço de calor eficiente, tornando-o adequado para aplicações de alta potência.
- Simtambém tem uma condutividade térmica decente, mas a diferença nos coeficientes de expanso térmica entre GaN e Si pode levar a estresse e potencial rachadura na camada de GaN durante o resfriamento.
3.Custo e escalabilidade
- SilícioOs substratos so significativamente mais baratos e mais amplamente disponíveis do que outras alternativas como o safiro ou o carburo de silício (SiC).
- Os wafers de silício esto disponíveis em tamanhos maiores (até 12 polegadas), permitindo uma produço em grande volume e custos mais baixos.
4.Propriedades elétricas
- GaNtem uma banda larga (3,4 eV) em comparaço com o silício (1,1 eV), o que resulta em alta tenso de quebra, alta mobilidade eletrônica e baixas perdas de conduço.
- Essas propriedades tornam os substratos GaN-on-Si ideais para aplicações de alta frequência, alta potência e alta temperatura.
5.Desempenho do dispositivo
- Os dispositivos GaN-on-Si muitas vezes apresentam excelente mobilidade eletrônica e alta velocidade de saturaço, levando a um desempenho superior em aplicações de RF e microondas.
- O GaN-on-Si também é usado em LEDs, onde as propriedades elétricas e térmicas do substrato contribuem para uma alta eficiência e brilho.
6.Propriedades mecnicas
- As propriedades mecnicas do substrato so cruciais na fabricaço de dispositivos.Mas o estresse mecnico da camada de GaN devido ao desajuste da rede e s diferenças de expanso térmica precisa de um gerenciamento cuidadoso.
7.Desafios
- Os principais desafios com os substratos GaN-on-Si incluem a gesto da alta malha e as incompatibilidades de expanso térmica, que podem levar a rachaduras, curvaturas ou formaço de defeitos na camada de GaN.
- Técnicas avançadas como camadas tampo, substratos de engenharia e processos de crescimento otimizados so essenciais para superar esses desafios.
8.Aplicações
- Eletrónica de potência: GaN-on-Si é usado em conversores de potência de alta eficiência, inversores e amplificadores de RF.
- Lmpadas LED: Os substratos GaN-on-Si so utilizados em LEDs para iluminaço e exibiço devido sua eficiência e brilho.
- Dispositivos de RF e microondas: O desempenho de alta frequência torna o GaN-on-Si ideal para transistores e amplificadores de RF em sistemas de comunicaço sem fio.
Os substratos GaN-on-Si oferecem uma soluço rentável para integrar as propriedades de alto desempenho do GaN com a fabricaço em larga escala do silício,tornando-os uma tecnologia crítica em várias aplicações eletrônicas avançadas.
| Categoria de parmetros | Parmetro | Valor/Range | Observações |
|---|---|---|---|
| Propriedades materiais | Bandgap de GaN | 3.4 eV | Semicondutores de banda larga, adequados para aplicações de alta temperatura, alta tenso e alta frequência |
| Bandgap de Si | 1.12 eV | O silício como material de substrato oferece uma boa relaço custo-eficácia | |
| Conductividade térmica | 130-170 W/m·K | A condutividade térmica da camada de GaN; o substrato de silício é de aproximadamente 149 W/m·K | |
| Mobilidade dos elétrons | 1000-2000 cm2/V·s | Mobilidade eletrônica na camada GaN, maior do que no silício | |
| Constante dielétrica | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Constantes dielétricas de GaN e Si | |
| Coeficiente de expanso térmica | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Descoordenaço nos coeficientes de expanso térmica de GaN e Si, potencialmente causando estresse | |
| Constante de grelha | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Desconformidade constante de rede entre GaN e Si, potencialmente levando a luxações | |
| Densidade de dislocaço | 108-109 cm−2 | Densidade de deslocaço típica na camada de GaN, dependendo do processo de crescimento epitaxial | |
| Dureza mecnica | 9 Mohs | Dureza mecnica do GaN, proporcionando resistência ao desgaste e durabilidade | |
| Especificações da bolacha | Dimetro da bolacha | 2 polegadas, 4 polegadas, 6 polegadas, 8 polegadas | Tamanhos comuns para o GaN em wafers de Si |
| Espessura da camada GaN | 1 a 10 μm | Dependendo das necessidades específicas da aplicaço | |
| Espessura do substrato | 500-725 μm | Espessura típica do substrato de silício para a resistência mecnica | |
| Superfície rugosa | < 1 nm RMS | A rugosidade da superfície após o polimento, garantindo um crescimento epitaxial de alta qualidade | |
| Altura do degrau | < 2 nm | Altura do degrau na camada GaN, afetando o desempenho do dispositivo | |
| Arco de wafer | < 50 μm | Arco de wafer, influenciando a compatibilidade do processo | |
| Propriedades elétricas | Concentraço de elétrons | 1016-1019 cm−3 | concentraço de doping do tipo n ou p na camada de GaN |
| Resistividade | 10−3-10−2 Ω·cm | Resistividade típica da camada de GaN | |
| Campo elétrico de ruptura | 3 MV/cm | Alta resistência do campo de ruptura na camada de GaN, adequada para dispositivos de alta tenso | |
| Propriedades ópticas | Comprimento de onda de emisso | 365-405 nm (UV/Azul) | comprimento de onda de emisso de material GaN, utilizado em LEDs e lasers |
| Coeficiente de absorço | ~ 104 cm−1 | Coeficiente de absorço de GaN na faixa de luz visível | |
| Propriedades térmicas | Conductividade térmica | 130-170 W/m·K | A condutividade térmica da camada de GaN; o substrato de silício é de aproximadamente 149 W/m·K |
| Coeficiente de expanso térmica | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Descoordenaço nos coeficientes de expanso térmica de GaN e Si, potencialmente causando estresse | |
| Propriedades químicas | Estabilidade química | Alto | GaN tem boa resistência corroso, adequado para ambientes adversos |
| Tratamento de superfície | Sem pó, sem contaminaço | Requisito de limpeza da superfície da bolacha de GaN | |
| Propriedades mecnicas | Dureza mecnica | 9 Mohs | Dureza mecnica do GaN, proporcionando resistência ao desgaste e durabilidade |
| Módulo de Young | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | Modulo de Young de GaN e Si, afetando as propriedades mecnicas do dispositivo | |
| Parmetros de produço | Método de crescimento epitaxial | MOCVD, HVPE, MBE | Métodos de crescimento epitaxial comuns para as camadas de GaN |
| Taxa de rendimento | Depende do controlo do processo e do tamanho da bolacha | O rendimento é influenciado por fatores como a densidade de deslocaço e o arco da wafer | |
| Temperatura de crescimento | 1000-1200°C | Temperatura típica para o crescimento epitaxial da camada de GaN | |
| Taxa de arrefecimento | Frigorífico controlado | A taxa de resfriamento é geralmente controlada para evitar o estresse térmico e o arco da bolacha |
Fotografia real do substrato GaN-on-Si
Aplicaço de substrato de GaN-on-Si
Os substratos GaN-on-Si so utilizados principalmente em várias aplicações principais:
Eletrónica de potência: O GaN-on-Si é amplamente utilizado em transistores e conversores de potência devido sua elevada eficiência, velocidades de comutaço rápidas e capacidade de operar a altas temperaturas, tornando-o ideal para fontes de alimentaço,Veículos elétricos, e sistemas de energia renovável.
Dispositivos de RF: Os substratos GaN-on-Si so utilizados em amplificadores de RF e transistores de microondas, particularmente em comunicações 5G e sistemas de radar, onde o desempenho de alta potência e frequência é crucial.
Tecnologia LED: O GaN-on-Si é utilizado na produço de LEDs, especialmente para LEDs azuis e brancos, oferecendo soluções de fabricaço econômicas e escaláveis para iluminaço e ecrs.
Fotodetectores e sensores: O GaN-on-Si também é utilizado em fotodetectores UV e vários sensores, beneficiando da ampla faixa de banda e alta sensibilidade do GaN luz UV.
Essas aplicações destacam a versatilidade e a importncia dos substratos GaN-on-Si na eletrônica moderna e na optoeletrônica.
Perguntas e respostas
P: Por que ganha mais do que si?
A:O GaN sobre Si oferece uma soluço econômica para eletrônicos de alto desempenho, combinando as vantagens da ampla banda de GaN, alta mobilidade de elétrons,e condutividade térmica com a escalabilidade e a acessibilidade dos substratos de silícioO GaN é ideal para aplicações de alta frequência, alta voltagem e alta temperatura, tornando-se uma escolha superior para eletrônicos de potência, dispositivos de RF e LEDs.Os substratos de silício permitem tamanhos de wafer maiores, reduzindo os custos de produço e facilitando a integraço com os processos de fabrico de semicondutores existentes.As técnicas avançadas ajudam a atenuar estes problemas, tornando o GaN em Si uma opço atraente para aplicações eletrônicas e optoeletrônicas modernas.
P: O que é o GaN-on-Si?
A: GaN-on-Si refere-se s camadas de nitruro de gálio (GaN) cultivadas em um substrato de silício (Si).e capacidade de operar em altas tensões e temperaturasQuando cultivado em silício, combina as propriedades avançadas do GaN com a rentabilidade e escalabilidade do silício.Dispositivos de RF, LEDs e outros dispositivos eletrónicos e optoeletrónicos de alto desempenho.A integraço com o silício permite tamanhos de wafer maiores e compatibilidade com os processos de fabricaço de semicondutores existentes, embora desafios como o desajuste da rede precisem ser gerenciados.
GaN-on-Si ((111) N/P Tipo T Substrato Epitaxy 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas Para LED ou dispositivo de energia
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