Galliumnitrid-Epitaxiewafer: Eine Einführung in den Herstellungsprozess

Galliumnitrid (GaN)epitaktischer WaferWachstum ist ein komplexer Prozess, bei dem häufig eine zweistufige Methode zum Einsatz kommt. Dieses Verfahren umfasst mehrere kritische Schritte, darunter Hochtemperaturbacken, Pufferschichtwachstum, Rekristallisation und Glühen. Durch die sorgfältige Steuerung der Temperatur während dieser Phasen verhindert die zweistufige Wachstumsmethode wirksam Waferverwerfungen aufgrund von Gitterfehlanpassungen oder Spannungen und ist damit die vorherrschende Herstellungsmethode fürGaN-Epitaxiewaferglobal.

1. VerständnisEpitaktische Wafer

Einepitaktischer Waferbesteht aus einem einkristallinen Substrat, auf dem eine neue einkristalline Schicht aufgewachsen wird. Diese Epitaxieschicht spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung von etwa 70 % der Leistung des endgültigen Geräts und macht sie zu einem wichtigen Rohstoff für die Herstellung von Halbleiterchips.

Vorgelagert in der Halbleiterindustriekette positioniert,epitaktische Waferdienen als grundlegende Komponente und unterstützen die gesamte Halbleiterfertigungsindustrie. Hersteller nutzen fortschrittliche Technologien wie chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und Molekularstrahlepitaxie (MBE), um die Epitaxieschicht auf dem Substratmaterial abzuscheiden und wachsen zu lassen. Diese Wafer werden dann durch Fotolithographie, Dünnschichtabscheidung und Ätzen weiterverarbeitet, um zu Halbleiterwafern zu werden. Anschließend dieseWaffelnwerden in einzelne Chips zerteilt, die dann verpackt und getestet werden, um die endgültigen integrierten Schaltkreise (ICs) zu erstellen. Während des gesamten Chipproduktionsprozesses ist die ständige Interaktion mit der Chipdesignphase von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass das Endprodukt alle Spezifikationen und Leistungsanforderungen erfüllt.

2. Anwendungen von GaNEpitaktische Wafer

Die inhärenten Eigenschaften von GaN machenGaN-Epitaxiewaferbesonders gut geeignet für Anwendungen, die einen Betrieb mit hoher Leistung, hoher Frequenz und mittlerer bis niedriger Spannung erfordern. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

Hohe Durchbruchspannung: Die große Bandlücke von GaN ermöglicht es Geräten, höheren Spannungen im Vergleich zu herkömmlichen Gegenstücken aus Silizium oder Galliumarsenid standzuhalten. Diese Eigenschaft macht GaN ideal für Anwendungen wie 5G-Basisstationen und militärische Radarsysteme.

Hohe Umwandlungseffizienz: GaN-basierte Leistungsschaltgeräte weisen im Vergleich zu Siliziumgeräten einen deutlich geringeren Einschaltwiderstand auf, was zu geringeren Schaltverlusten und einer verbesserten Energieeffizienz führt.

Hohe Wärmeleitfähigkeit: Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von GaN ermöglicht eine effiziente Wärmeableitung und eignet sich daher für Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen.

Hohe elektrische Durchschlagsfeldstärke: Während die elektrische Durchschlagsfeldstärke von GaN mit der von Siliziumkarbid (SiC) vergleichbar ist, begrenzen Faktoren wie Halbleiterverarbeitung und Gitterfehlanpassung die Spannungsbelastbarkeit von GaN-Geräten typischerweise auf etwa 1000 V, wobei eine sichere Betriebsspannung im Allgemeinen unter 650 V liegt.

3. Klassifizierung von GaNEpitaktische Wafer

Als Halbleitermaterial der dritten Generation bietet GaN zahlreiche Vorteile, darunter hohe Temperaturbeständigkeit, hervorragende Kompatibilität, hohe Wärmeleitfähigkeit und eine große Bandlücke. Dies hat zu seiner breiten Akzeptanz in verschiedenen Branchen geführt.GaN-Epitaxiewaferkönnen basierend auf ihrem Substratmaterial kategorisiert werden: GaN-auf-GaN, GaN-auf-SiC, GaN-auf-Saphir und GaN-auf-Silizium. Unter diesen,GaN-auf-Silizium-Waferwerden derzeit aufgrund ihrer geringeren Produktionskosten und ausgereiften Herstellungsverfahren am häufigsten verwendet.**