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GaN-on-Si ((111) N/P Tipo T Substrato Epitaxy 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas Para LED ou dispositivo de energia
Detalhes do produto:
| Lugar de origem: | China |
| Marca: | ZMSH |
| Número do modelo: | Substrato de GaN sobre Si |
Condições de Pagamento e Envio:
| Quantidade de ordem mínima: | 5 |
|---|---|
| Tempo de entrega: | 2-4 semanas |
| Termos de pagamento: | T/T |
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Informação detalhada |
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| Bandgap de GaN: | 3.4 eV | Bandgap de Si: | 1.12 eV |
|---|---|---|---|
| Conductividade térmica: | 130-170 W/m·K | Mobilidade dos elétrons: | 1000-2000 cm2/V·s |
| Constante dielétrica: | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Coeficiente de expansão térmica: | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) |
| Entrelace constante: | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Densidade de deslocação: | 108-109 cm−2 |
| Dureza mecânica: | 9 Mohs | Diâmetro da bolacha: | 2 polegadas, 4 polegadas, 6 polegadas, 8 polegadas |
| Espessura da camada GaN: | 1 a 10 μm | Espessura da carcaça: | 500-725 μm |
| Destacar: | GaN-on-Si ((111) Substrato tipo N/P T,Substrato semicondutor para LED |
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Descrição de produto
GaN-on-Si ((111) N/P Ttipo de substrato Epitaxy 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas para LED ou dispositivo de alimentação
Resumo do substrato de GaN-on-Si
Os substratos GaN-on-Si (111) são essenciais na eletrônica de alto desempenho e na optoeletrônica devido à sua ampla distância 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 expansão 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) são 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 são particularmente populares na eletrônica de potênciaA seguir estão algumas propriedades e vantagens principais de substratos GaN-on-Si:
1.Descoordenação de grelha
- GaNeSimpossuem constantes de rede diferentes, levando a um desajuste de rede significativo (~ 17%).
- Para atenuar esses defeitos, camadas tampão são frequentemente usadas entre GaN e Si para gradualmente fazer a transição da constante de rede.
2.Conductividade térmica
- GaNTem uma elevada condutividade térmica, o que permite uma dissipação de calor eficiente, tornando-o adequado para aplicações de alta potência.
- Simtambém tem uma condutividade térmica decente, mas a diferença nos coeficientes de expansão 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 são significativamente mais baratos e mais amplamente disponíveis do que outras alternativas como o safiro ou o carburo de silício (SiC).
- Os wafers de silício estão disponíveis em tamanhos maiores (até 12 polegadas), permitindo uma produção em grande volume e custos mais baixos.
4.Propriedades elétricas
- GaNtem uma banda larga (3,4 eV) em comparação com o silício (1,1 eV), o que resulta em alta tensão de quebra, alta mobilidade eletrônica e baixas perdas de condução.
- 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 saturação, 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 mecânicas
- As propriedades mecânicas do substrato são cruciais na fabricação de dispositivos.Mas o estresse mecânico da camada de GaN devido ao desajuste da rede e às diferenças de expansão térmica precisa de um gerenciamento cuidadoso.
7.Desafios
- Os principais desafios com os substratos GaN-on-Si incluem a gestão da alta malha e as incompatibilidades de expansão térmica, que podem levar a rachaduras, curvaturas ou formação de defeitos na camada de GaN.
- Técnicas avançadas como camadas tampão, substratos de engenharia e processos de crescimento otimizados são 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.
- Lâmpadas LED: Os substratos GaN-on-Si são utilizados em LEDs para iluminação e exibição devido à 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 comunicação sem fio.
Os substratos GaN-on-Si oferecem uma solução rentável para integrar as propriedades de alto desempenho do GaN com a fabricação em larga escala do silício,tornando-os uma tecnologia crítica em várias aplicações eletrônicas avançadas.
| Categoria de parâmetros | Parâmetro | Valor/Range | Observações |
|---|---|---|---|
| Propriedades materiais | Bandgap de GaN | 3.4 eV | Semicondutores de banda larga, adequados para aplicações de alta temperatura, alta tensão e alta frequência |
| Bandgap de Si | 1.12 eV | O silício como material de substrato oferece uma boa relação 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 expansão térmica | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Descoordenação nos coeficientes de expansão 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 dislocação | 108-109 cm−2 | Densidade de deslocação típica na camada de GaN, dependendo do processo de crescimento epitaxial | |
| Dureza mecânica | 9 Mohs | Dureza mecânica do GaN, proporcionando resistência ao desgaste e durabilidade | |
| Especificações da bolacha | Diâmetro 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 aplicação | |
| Espessura do substrato | 500-725 μm | Espessura típica do substrato de silício para a resistência mecânica | |
| 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 | Concentração de elétrons | 1016-1019 cm−3 | concentração 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 tensão | |
| Propriedades ópticas | Comprimento de onda de emissão | 365-405 nm (UV/Azul) | comprimento de onda de emissão de material GaN, utilizado em LEDs e lasers |
| Coeficiente de absorção | ~ 104 cm−1 | Coeficiente de absorção 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 expansão térmica | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Descoordenação nos coeficientes de expansão térmica de GaN e Si, potencialmente causando estresse | |
| Propriedades químicas | Estabilidade química | Alto | GaN tem boa resistência à corrosão, adequado para ambientes adversos |
| Tratamento de superfície | Sem pó, sem contaminação | Requisito de limpeza da superfície da bolacha de GaN | |
| Propriedades mecânicas | Dureza mecânica | 9 Mohs | Dureza mecânica 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 mecânicas do dispositivo | |
| Parâmetros de produção | 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 deslocação 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
Aplicação de substrato de GaN-on-Si
Os substratos GaN-on-Si são utilizados principalmente em várias aplicações principais:
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Eletrónica de potência: O GaN-on-Si é amplamente utilizado em transistores e conversores de potência devido à sua elevada eficiência, velocidades de comutação rápidas e capacidade de operar a altas temperaturas, tornando-o ideal para fontes de alimentação,Veículos elétricos, e sistemas de energia renovável.
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Dispositivos de RF: Os substratos GaN-on-Si são 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.
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Tecnologia LED: O GaN-on-Si é utilizado na produção de LEDs, especialmente para LEDs azuis e brancos, oferecendo soluções de fabricação econômicas e escaláveis para iluminação e ecrãs.
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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 à luz UV.
Essas aplicações destacam a versatilidade e a importância 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 solução 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 produção e facilitando a integração com os processos de fabrico de semicondutores existentes.As técnicas avançadas ajudam a atenuar estes problemas, tornando o GaN em Si uma opção atraente para aplicações eletrônicas e optoeletrônicas modernas.
P: O que é o GaN-on-Si?
A: GaN-on-Si refere-se às 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 integração com o silício permite tamanhos de wafer maiores e compatibilidade com os processos de fabricação de semicondutores existentes, embora desafios como o desajuste da rede precisem ser gerenciados.