GaN-on-Si ((111) N/P Ttype substrate Epitaxy 4inch 6inch 8inch untuk perangkat LED atau Power

GaN-on-Si substrat abstrak

Substrat GaN-on-Si (111) sangat penting dalam elektronik berkinerja tinggi dan optoelektronik karena bandgap yang luas, mobilitas elektron yang tinggi, dan konduktivitas termal.Substrat ini memanfaatkan efisiensi biaya dan skalabilitas silikonNamun, tantangan seperti ketidakcocokan kisi dan perbedaan ekspansi termal antara GaN dan Si (111) harus ditangani untuk mengurangi kepadatan dan tekanan dislokasi.Teknik pertumbuhan epitaxial lanjutan, seperti MOCVD dan HVPE, digunakan untuk mengoptimalkan kualitas kristal. substrat GaN-on-Si (111) banyak digunakan dalam elektronik daya, perangkat RF, dan teknologi LED, menawarkan keseimbangan kinerja,biaya, dan kompatibilitas dengan proses manufaktur semikonduktor yang ada.

Sifat-sifat substrat GaN pada Si

Gallium Nitride on Silicon (GaN-on-Si) adalah teknologi substrat yang menggabungkan sifat Gallium Nitride (GaN) dengan efisiensi biaya dan skalabilitas Silicon (Si).Substrat GaN-on-Si sangat populer dalam elektronik dayaDi bawah ini adalah beberapa sifat dan keuntungan utama substrat GaN-on-Si:

1.Ketidakcocokan kisi

• GaNdanYa.memiliki konstanta kisi yang berbeda, yang menyebabkan ketidakcocokan kisi yang signifikan (~ 17%). Ketidakcocokan ini dapat menyebabkan cacat, seperti dislokasi, pada lapisan GaN.
• Untuk mengurangi cacat ini, lapisan penyangga sering digunakan antara GaN dan Si untuk secara bertahap transisi konstan kisi.

2.Konduktivitas Termal

• GaNmemiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang memungkinkan disipasi panas yang efisien, membuatnya cocok untuk aplikasi bertenaga tinggi.
• Ya.juga memiliki konduktivitas termal yang baik, tetapi perbedaan koefisien ekspansi termal antara GaN dan Si dapat menyebabkan stres dan potensi retakan pada lapisan GaN selama pendinginan.

3.Biaya dan Skalabilitas

• Silikonsubstrat secara signifikan lebih murah dan lebih banyak tersedia daripada alternatif lain seperti Sapphire atau Silicon Carbide (SiC).
• Wafer silikon tersedia dalam ukuran yang lebih besar (hingga 12 inci), memungkinkan produksi volume tinggi dan biaya yang lebih rendah.

4.Sifat Listrik

• GaNmemiliki bandgap yang luas (3,4 eV) dibandingkan dengan silikon (1,1 eV), yang menghasilkan tegangan pemecahan yang tinggi, mobilitas elektron yang tinggi, dan kerugian konduksi yang rendah.
• Sifat-sifat ini membuat substrat GaN-on-Si ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi, daya tinggi, dan suhu tinggi.

5.Kinerja Perangkat

• Perangkat GaN-on-Si sering menunjukkan mobilitas elektron yang sangat baik dan kecepatan jenuh yang tinggi, yang mengarah pada kinerja yang unggul dalam aplikasi RF dan gelombang mikro.
• GaN-on-Si juga digunakan dalam LED, di mana sifat listrik dan termal substrat berkontribusi pada efisiensi dan kecerahan yang tinggi.

6.Sifat Mekanis

• Silikon menyediakan substrat yang kaku dan stabil,tapi tekanan mekanik lapisan GaN karena ketidakcocokan kisi dan perbedaan ekspansi termal membutuhkan manajemen yang cermat.

7.Tantangan

• Tantangan utama dengan substrat GaN-on-Si termasuk mengelola ketidakcocokan kisi tinggi dan ekspansi termal, yang dapat menyebabkan retakan, melengkung, atau pembentukan cacat pada lapisan GaN.
• Teknik canggih seperti lapisan penyangga, substrat rekayasa, dan proses pertumbuhan yang dioptimalkan sangat penting untuk mengatasi tantangan ini.

8.Aplikasi

• Elektronika Daya: GaN-on-Si digunakan dalam konverter daya efisiensi tinggi, inverter, dan amplifier RF.
• LED: GaN-on-Si substrat digunakan dalam LED untuk pencahayaan dan tampilan karena efisiensi dan kecerahan mereka.
• Perangkat RF dan Microwave: Kinerja frekuensi tinggi membuat GaN-on-Si ideal untuk transistor RF dan amplifier dalam sistem komunikasi nirkabel.

Substrat GaN-on-Si menawarkan solusi hemat biaya untuk mengintegrasikan sifat kinerja tinggi GaN dengan kemampuan manufaktur skala besar silikon,membuat mereka teknologi penting dalam berbagai aplikasi elektronik canggih.

GaN-on-Si substrat foto nyata

Aplikasi substrat GaN-on-Si

Substrat GaN-on-Si terutama digunakan dalam beberapa aplikasi utama:

1. Elektronika Daya: GaN-on-Si banyak digunakan dalam transistor daya dan konverter karena efisiensi tinggi, kecepatan switching yang cepat, dan kemampuan untuk beroperasi pada suhu tinggi, menjadikannya ideal untuk catu daya,kendaraan listrik, dan sistem energi terbarukan.

2. Perangkat RF: Substrat GaN-on-Si digunakan dalam amplifier RF dan transistor gelombang mikro, terutama dalam komunikasi 5G dan sistem radar, di mana kinerja daya dan frekuensi tinggi sangat penting.

3. Teknologi LED: GaN-on-Si digunakan dalam produksi LED, terutama untuk LED biru dan putih, menawarkan solusi manufaktur yang hemat biaya dan dapat diskalakan untuk pencahayaan dan tampilan.

4. Fotodetektor dan Sensor: GaN-on-Si juga digunakan dalam fotodetektor UV dan berbagai sensor, yang mendapat manfaat dari bandgap GaN yang luas dan sensitivitas tinggi terhadap sinar UV.

Aplikasi ini menyoroti fleksibilitas dan pentingnya substrat GaN-on-Si dalam elektronik modern dan optoelektronik.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Mengapa GaN lebih dari si?

A:GaN on Si menawarkan solusi hemat biaya untuk elektronik berkinerja tinggi, menggabungkan keuntungan dari bandgap lebar GaN, mobilitas elektron yang tinggi,dan konduktivitas termal dengan skalabilitas dan keterjangkauan substrat silikon. GaN sangat ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi, tegangan tinggi, dan suhu tinggi, menjadikannya pilihan yang unggul untuk elektronik daya, perangkat RF, dan LED.Substrat silikon memungkinkan ukuran wafer yang lebih besar, mengurangi biaya produksi dan memfasilitasi integrasi dengan proses manufaktur semikonduktor yang ada.teknik canggih membantu mengurangi masalah ini, membuat GaN pada Si pilihan yang menarik untuk aplikasi elektronik dan optoelektronik modern.

T: Apa itu GaN-on-Si?

A: GaN-on-Si mengacu pada lapisan gallium nitride (GaN) yang tumbuh pada substrat silikon (Si).dan kemampuan untuk beroperasi pada tegangan tinggi dan suhuKetika ditanam pada silikon, itu menggabungkan sifat canggih GaN dengan biaya-efektif dan skalabilitas silikon.Perangkat RF, LED, dan perangkat elektronik dan optoelektronik kinerja tinggi lainnya.Integrasi dengan silikon memungkinkan ukuran wafer yang lebih besar dan kompatibilitas dengan proses manufaktur semikonduktor yang ada, meskipun tantangan seperti ketidakcocokan kisi harus dikelola.