ركائز غاليوم نيتريد ويفر أشباه الموصلات من الجاليوم قائمة بذاتها

2 بوصة طريقة HVPE رقاقة غاليوم نيتريد GaN ، ركائز GaN قائمة بذاتها لتطبيق LED ، رقائق GaN بحجم 10x10 مم ، رقاقة HVPE GaN

رقائق 2 بوصة GaN-ON-GaN PIN على ركائز GaN قائمة بذاتها

حول تقديم ميزة GaN-on-GaN

تمتلك أجهزة الطاقة العمودية GaN القدرة على إحداث ثورة في صناعة أجهزة الطاقة ، خاصة في التطبيقات ذات متطلبات الجهد العالي ، مثل أجهزة GaN الرأسية فوق 600 فولت. اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية للمادة ، تتمتع أجهزة GaN بمقاومة أقل عند مستوى معين جهد الانهيار من أجهزة الطاقة التقليدية القائمة على السيليكون وأجهزة الطاقة الناشئة من كربيد السيليكون النقي.تتنافس أجهزة الطاقة الأفقية GaN ، مثل ترانزستورات GaN-on-Silicon عالية الحركة (HEMTs) ، مع أجهزة السيليكون في سوق الجهد المنخفض ، ويتفوق GaN ، مما يثبت أيضًا تفوق مواد GaN.
من المتوقع أن تتنافس أجهزة الطاقة العمودية من GaN مع أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون النقي في سوق الجهد العالي.في العامين الأولين ، اكتسبت أجهزة SiC حصة سوقية معينة في سوق تطبيقات الجهد العالي ، وقامت بعض الشركات بتوسيع إنتاجها من SiC مقاس 6 بوصات و 8 بوصات.في المقابل ، لا تتوفر أجهزة GaN العمودية تجاريًا بعد ، ويمكن لعدد قليل جدًا من الموردين إنتاج رقاقات GaN بقطر 4 بوصات.تعد زيادة توفير رقائق GaN عالية الجودة أمرًا بالغ الأهمية لتطوير أجهزة GaN الرأسية.
تتمتع أجهزة الطاقة عالية الجهد المصنوعة من نيتريد الغاليوم بثلاث مزايا محتملة:
1. تحت جهد انهيار معين ، تكون المقاومة النظرية بترتيب أصغر.لذلك ، يتم فقد طاقة أقل في التحيز الأمامي وتكون كفاءة الطاقة أعلى.

ثانيًا ، في ظل جهد الانهيار المحدد والمقاومة ، يكون حجم الجهاز المُصنَّع أصغر.كلما كان حجم الجهاز أصغر ، يمكن تصنيع المزيد من الأجهزة من رقاقة واحدة ، مما يقلل التكلفة.بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب معظم التطبيقات شرائح أصغر.
3. نيتريد الغاليوم له ميزة في تردد التشغيل الأقصى للجهاز ، ويتم تحديد التردد من خلال خصائص المواد وتصميم الجهاز.عادةً ما يكون أعلى تردد لكربيد السيليكون حوالي 1 ميجاهرتز أو أقل ، بينما يمكن لأجهزة الطاقة المصنوعة من نيتريد الغاليوم أن تعمل بترددات أعلى ، مثل عشرات الميجاهرتز.يعد التشغيل بترددات أعلى مفيدًا لتقليل حجم المكونات السلبية ، وبالتالي تقليل حجم ووزن وتكلفة نظام تحويل الطاقة.
لا تزال أجهزة GaN العمودية في مرحلة البحث والتطوير ، ولم تتوصل الصناعة بعد إلى توافق في الآراء بشأن هيكل جهاز القدرة العمودية الأمثل GaN.تشتمل هياكل الأجهزة الرئيسية الثلاثة على ترانزستور الإلكترون الرأسي للفتحة الحالية (CAVET) ، وترانزستور تأثير حقل الخندق (Trench FET) ، وترانزستور تأثير حقل الزعانف (Fin FET).تحتوي جميع هياكل الجهاز على طبقة N-doped منخفضة مثل طبقة الانجراف.هذه الطبقة مهمة جدًا لأن سمك طبقة الانجراف يحدد جهد الانهيار للجهاز.بالإضافة إلى ذلك ، يلعب تركيز الإلكترون دورًا في تحقيق أدنى مقاومة نظرية.دورا هاما.

التطبيقات

مواصفات ركائز GaN-on-GaN لكل درجة