Wafer Epitaxial Gallium Nitride: Pengenalan kepada Proses Fabrikasi

Gallium Nitride (GaN)wafer epitaxialpertumbuhan adalah proses yang kompleks, selalunya menggunakan kaedah dua langkah. Kaedah ini melibatkan beberapa peringkat kritikal, termasuk pembakar suhu tinggi, pertumbuhan lapisan penimbal, penghabluran semula dan penyepuhlindapan. Dengan mengawal suhu dengan teliti sepanjang peringkat ini, kaedah pertumbuhan dua langkah berkesan menghalang ledingan wafer yang disebabkan oleh ketidakpadanan kekisi atau tekanan, menjadikannya kaedah fabrikasi utama untukwafer epitaxial GaNsecara global.

1. MemahamiWafer Epitaxial

Anwafer epitaxialterdiri daripada substrat tunggal kristal di mana lapisan kristal tunggal baru ditanam. Lapisan epitaxial ini memainkan peranan penting dalam menentukan kira-kira 70% daripada prestasi peranti akhir, menjadikannya bahan mentah penting dalam pembuatan cip semikonduktor.

Berada di hulu dalam rantaian industri semikonduktor,wafer epitaxialberfungsi sebagai komponen asas, menyokong keseluruhan industri pembuatan semikonduktor. Pengilang menggunakan teknologi canggih seperti Chemical Vapor Deposition (CVD) dan Molecular Beam Epitaxy (MBE) untuk mendeposit dan mengembangkan lapisan epitaxial pada bahan substrat. Wafer ini kemudiannya menjalani pemprosesan selanjutnya melalui fotolitografi, pemendapan filem nipis, dan etsa untuk menjadi wafer semikonduktor. Selepas itu, iniwaferdipotong dadu menjadi dadu individu, yang kemudiannya dibungkus dan diuji untuk mencipta litar bersepadu akhir (IC). Sepanjang keseluruhan proses pengeluaran cip, interaksi berterusan dengan fasa reka bentuk cip adalah penting untuk memastikan produk akhir memenuhi semua spesifikasi dan keperluan prestasi.

2. Aplikasi GaNWafer Epitaxial

Sifat bawaan GaN membuatwafer epitaxial GaNamat sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kuasa tinggi, frekuensi tinggi dan operasi voltan sederhana hingga rendah. Beberapa bidang aplikasi utama termasuk:

Voltan Pecahan Tinggi: Jurang jalur lebar GaN membolehkan peranti menahan voltan yang lebih tinggi berbanding silikon tradisional atau galium arsenida. Ciri ini menjadikan GaN sesuai untuk aplikasi seperti stesen pangkalan 5G dan sistem radar tentera.

Kecekapan Penukaran Tinggi: Peranti pensuisan kuasa berasaskan GaN mempamerkan rintangan-on yang jauh lebih rendah berbanding peranti silikon, menyebabkan kehilangan pensuisan yang berkurangan dan kecekapan tenaga yang dipertingkatkan.

Kekonduksian Terma Tinggi: Kekonduksian haba GaN yang sangat baik membolehkan pelesapan haba yang cekap, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa tinggi dan suhu tinggi.

Kekuatan Medan Elektrik Pecahan Tinggi: Walaupun kekuatan medan elektrik pecahan GaN adalah setanding dengan silikon karbida (SiC), faktor seperti pemprosesan semikonduktor dan ketidakpadanan kekisi lazimnya mengehadkan kapasiti pengendalian voltan peranti GaN kepada sekitar 1000V, dengan voltan operasi yang selamat secara amnya di bawah 650V.

3. Mengelaskan GaNWafer Epitaxial

Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga, GaN menawarkan banyak kelebihan, termasuk rintangan suhu tinggi, keserasian yang sangat baik, kekonduksian terma yang tinggi dan jurang jalur yang luas. Ini telah membawa kepada penggunaan meluas dalam pelbagai industri.wafer epitaxial GaNboleh dikategorikan berdasarkan bahan substratnya: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire dan GaN-on-Silicon. Antaranya,Wafer GaN-on-Siliconpada masa ini yang paling banyak digunakan kerana kos pengeluaran yang lebih rendah dan proses pembuatan yang matang.**