Gallium Nitride Epitaxial Wafers: ການແນະນໍາຂະບວນການຜະລິດ

Gallium Nitride (GaN)epitaxial waferການຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນຂະບວນການທີ່ສັບສົນ, ມັກຈະໃຊ້ວິທີການສອງຂັ້ນຕອນ. ວິທີການນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍ, ລວມທັງການອົບໃນອຸນຫະພູມສູງ, ການຂະຫຍາຍຕົວຊັ້ນbuffer, recrystallization, ແລະ annealing. ໂດຍການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຢ່າງລະມັດລະວັງຕະຫຼອດຂັ້ນຕອນເຫຼົ່ານີ້, ວິທີການຂະຫຍາຍຕົວສອງຂັ້ນຕອນໄດ້ປະສິດທິຜົນປ້ອງກັນການເກີດການເຫນັງຕີງຂອງ wafer ທີ່ເກີດຈາກຄວາມສອດຄ່ອງຂອງເສັ້ນດ່າງຫຼືຄວາມກົດດັນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວິທີການຜະລິດທີ່ໂດດເດັ່ນສໍາລັບ.GaN wafers epitaxialທົ່ວໂລກ.

1. ຄວາມເຂົ້າໃຈEpitaxial Wafers

ອັນepitaxial waferປະ​ກອບ​ດ້ວຍ substrate ແກ້ວ​ດຽວ​ທີ່​ມີ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ຊັ້ນ​ແກ້ວ​ດຽວ​ກັນ​ໃຫມ່​. ຊັ້ນ epitaxial ນີ້ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການກໍານົດປະມານ 70% ຂອງປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນສຸດທ້າຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວັດຖຸດິບທີ່ສໍາຄັນໃນການຜະລິດຊິບ semiconductor.

ຕໍາແຫນ່ງເທິງນ້ໍາໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອຸດສາຫະກໍາ semiconductor,wafers epitaxialຮັບໃຊ້ເປັນອົງປະກອບພື້ນຖານ, ສະຫນັບສະຫນູນອຸດສາຫະກໍາການຜະລິດ semiconductor ທັງຫມົດ. ຜູ້ຜະລິດນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ້າວຫນ້າເຊັ່ນ Chemical Vapor Deposition (CVD) ແລະ Molecular Beam Epitaxy (MBE) ເພື່ອຝາກແລະຂະຫຍາຍຊັ້ນ epitaxial ເທິງວັດສະດຸຍ່ອຍ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, wafers ເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງເພີ່ມເຕີມໂດຍຜ່ານ photolithography, ການຝາກຮູບເງົາບາງໆ, ແລະ etching ກາຍເປັນ semiconductor wafers. ຕໍ່ມາ, ເຫຼົ່ານີ້wafersໄດ້ຖືກຕັດເຂົ້າໄປໃນການຕາຍສ່ວນບຸກຄົນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຖືກຫຸ້ມຫໍ່ແລະທົດສອບເພື່ອສ້າງວົງຈອນປະສົມປະສານສຸດທ້າຍ (ICs). ຕະຫຼອດຂະບວນການຜະລິດຊິບທັງຫມົດ, ປະຕິສໍາພັນຄົງທີ່ກັບໄລຍະການອອກແບບຊິບແມ່ນສໍາຄັນເພື່ອຮັບປະກັນຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍຕອບສະຫນອງຂໍ້ກໍານົດແລະການປະຕິບັດທັງຫມົດ.

2. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ GaNEpitaxial Wafers

ຄຸນສົມບັດເບື້ອງຕົ້ນຂອງ GaN ເຮັດGaN wafers epitaxialໂດຍ​ສະ​ເພາະ​ແມ່ນ​ເຫມາະ​ສົມ​ສໍາ​ລັບ​ຄໍາ​ຮ້ອງ​ສະ​ຫມັກ​ທີ່​ຕ້ອງ​ການ​ພະ​ລັງ​ງານ​ສູງ​, ຄວາມ​ຖີ່​ສູງ​, ແລະ​ການ​ດໍາ​ເນີນ​ງານ​ແຮງ​ດັນ​ຂະ​ຫນາດ​ກາງ​ຫາ​ຕ​່​ໍ​າ​. ບາງພື້ນທີ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນປະກອບມີ:

ແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກສູງ: ຊ່ອງຫວ່າງກວ້າງຂອງ GaN ຊ່ວຍໃຫ້ອຸປະກອນສາມາດທົນທານຕໍ່ແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມ ຫຼື ແກລຽມອາເຊໄນ. ລັກສະນະນີ້ເຮັດໃຫ້ GaN ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ສະຖານີຖານ 5G ແລະລະບົບ radar ທະຫານ.

ປະສິດທິພາບການແປງສູງ: ອຸປະກອນສະຫຼັບພະລັງງານທີ່ອີງໃສ່ GaN ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າກວ່າເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນຊິລິໂຄນ, ເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍການສະຫຼັບຫຼຸດລົງ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານ.

ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ສູງ​: ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ທີ່​ດີ​ເລີດ​ຂອງ GaN ເຮັດ​ໃຫ້​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ປະ​ສິດ​ທິ​ພາບ​, ເຮັດ​ໃຫ້​ມັນ​ເຫມາະ​ສົມ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ພະ​ລັງ​ງານ​ສູງ​ແລະ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​.

ຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກສູງ: ໃນຂະນະທີ່ຄວາມແຮງຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກຂອງ GaN ແມ່ນທຽບໄດ້ກັບ silicon carbide (SiC), ປັດໃຈຕ່າງໆເຊັ່ນການປຸງແຕ່ງ semiconductor ແລະ lattice mismatch ໂດຍປົກກະຕິຈະຈໍາກັດຄວາມອາດສາມາດການຈັດການແຮງດັນຂອງອຸປະກອນ GaN ປະມານ 1000V, ມີແຮງດັນປະຕິບັດງານທີ່ປອດໄພໂດຍທົ່ວໄປຕ່ໍາກວ່າ 650V.

3. ການຈັດປະເພດ GaNEpitaxial Wafers

ໃນຖານະເປັນວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທີສາມ, GaN ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບຈໍານວນຫລາຍ, ລວມທັງຄວາມຕ້ານທານກັບອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທີ່ດີເລີດ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ແລະແຖບກວ້າງ. ນີ້ໄດ້ເຮັດໃຫ້ການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ.GaN wafers epitaxialສາມາດຈັດປະເພດໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຍ່ອຍຂອງພວກມັນ: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire, ແລະ GaN-on-Silicon. ໃນບັນດາເຫຼົ່ານີ້,GaN-on-Silicon wafersປະຈຸບັນແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດເນື່ອງຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍການຜະລິດຕ່ໍາແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ແກ່ແລ້ວ.**