Galio nitruroa epitaxialak: fabrikazio-prozesuaren sarrera

Galio nitruroa (GaN)ostia epitaxialaHazkuntza prozesu konplexua da, askotan bi urratseko metodoa erabiltzen duena. Metodo honek hainbat fase kritiko hartzen ditu barne, besteak beste, tenperatura altuko gozogintza, buffer-geruzaren hazkuntza, birkristalizazioa eta errekostea. Etapa hauetan zehar tenperatura zehatz-mehatz kontrolatuz, bi urratseko hazkuntza-metodoak eraginkortasunez saihesten du sarearen desadostasunak edo tentsioak eragindako obleen deformazioa, fabrikazio-metodo nagusi bihurtuz.GaN obleak epitaxialakglobalki.

1. UlermenaOble epitaxialak

Anostia epitaxialakristal bakarreko substratu batez osatuta dago, eta horren gainean kristal bakarreko geruza berri bat hazten da. Geruza epitaxial honek funtsezko zeregina du azken gailuaren errendimenduaren % 70 gutxi gorabehera zehazteko, txip erdieroaleen fabrikazioan ezinbesteko lehengai bihurtuz.

Erdieroaleen industria-katean urrian gora kokatua,oble epitaxialakoinarrizko osagai gisa balio du, erdieroaleen fabrikazio-industria osoa onartzen duena. Fabrikatzaileek teknologia aurreratuak erabiltzen dituzte Lurrun Kimikoen Deposizioa (CVD) eta Molecular Beam Epitaxy (MBE) bezalako geruza epitaxiala substratu-materialean metatzeko eta hazteko. Ondoren, oblea hauek fotolitografiaren, film meheen deposizioaren eta akuafortearen bidez prozesatzen dituzte oble erdieroaleak izateko. Ondoren, hauekobleakbanakako trokeletan zatitzen dira, ondoren paketatu eta probatu egiten diren azken zirkuitu integratuak (IC) sortzeko. Txiparen ekoizpen-prozesu osoan zehar, txiparen diseinu-fasearekin etengabeko interakzioa funtsezkoa da azken produktuak zehaztapen eta errendimendu-baldintza guztiak betetzen dituela ziurtatzeko.

2. GaNren aplikazioakOble epitaxialak

GaN-ren berezko propietateakGaN obleak epitaxialakbereziki egokia potentzia handiko, maiztasun handiko eta tentsio ertain eta baxuko funtzionamendua behar duten aplikazioetarako. Aplikazio-eremu gako batzuk hauek dira:

Matxura-tentsio altua: GaN-ren banda zabalari esker, gailuek tentsio handiagoak jasaten dituzte silizio edo galio arseniuroaren kontrako ohikoekin alderatuta. Ezaugarri honek GaN aproposa da 5G oinarrizko estazioak eta radar sistema militarrak bezalako aplikazioetarako.

Bihurketa-eraginkortasun handia: GaN-en oinarritutako potentzia aldatzeko gailuek pizteko erresistentzia nabarmen txikiagoa dute siliziozko gailuekin alderatuta, eta ondorioz, konmutazio-galerak murrizten dira eta energia-eraginkortasuna hobetzen dute.

Eroankortasun termiko handia: GaN-en eroankortasun termiko bikainak beroa xahutzeko eraginkorra ahalbidetzen du, potentzia handiko eta tenperatura altuko aplikazioetarako egokia da.

Matxura handiko eremu elektrikoaren indarra: GaN-en matxura eremu elektrikoaren indarra silizio-karburoarekin (SiC) parekoa den arren, erdieroaleen prozesamendua eta sare-desegokia bezalako faktoreek normalean GaN gailuen tentsioa manipulatzeko ahalmena 1000V ingurura mugatzen dute, oro har 650V-tik beherako funtzionamendu-tentsio seguruarekin.

3. GaN sailkatzeaOble epitaxialak

Hirugarren belaunaldiko material erdieroale gisa, GaN-k abantaila ugari eskaintzen ditu, besteak beste, tenperatura altuko erresistentzia, bateragarritasun bikaina, eroankortasun termiko handia eta banda zabala. Horrek hainbat industriatan hedatu egin du.GaN obleak epitaxialaksubstratu-materialaren arabera sailkatu daitezke: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire eta GaN-on-Silicon. Hauen artean,GaN-on-Silicon obleakgaur egun gehien erabiltzen direnak ekoizpen-kostu baxuagoengatik eta fabrikazio-prozesu helduengatik.**