גאליום ניטריד אויף סיליקאן וועיפער 4 אינטש 6 אינטש צוגעפאסטע סיליקאן סאַבסטראַט אָריענטירונג, קעגנשטעל, און N-טיפּ/P-טיפּ אָפּציעס
פֿעיִטשערז
● ברייטע באַנדגאַפּ:GaN (3.4 eV) גיט א באדייטנדע פארבעסערונג אין הויך-פרעקווענץ, הויך-מאַכט, און הויך-טעמפּעראַטור פאָרשטעלונג קאַמפּערד צו טראַדיציאָנעל סיליקאָן, מאכן עס ידעאַל פֿאַר מאַכט דעוויסעס און RF אַמפּליפייערז.
● קאַסטאַמייזאַבאַל סי סאַבסטראַט אָריענטירונג:קלייַבט פון פֿאַרשידענע סיליקאָן סאַבסטראַט אָריענטאַציעס ווי <111>, <100>, און אַנדערע צו פּאַסן צו ספּעציפֿישע מיטל רעקווייערמענץ.
●קאַסטאַמייזד קעגנשטעל:אויסקלייבן צווישן פֿאַרשידענע קעגנשטאַנד אָפּציעס פֿאַר סיליקאָן, פֿון האַלב-איזאָלירנדיק ביז הויך-קעגנשטאַנד און נידעריק-קעגנשטאַנד, צו אָפּטימיזירן די פאָרשטעלונג פֿון די דעווייס.
●דאָפּינג טיפּ:בנימצא אין N-טיפּ אָדער P-טיפּ דאָפּינג צו גלייַכן די באדערפענישן פון מאַכט דעוויסעס, RF טראַנזיסטאָרן, אָדער LEDs.
● הויך ברייקדאַון וואָולטידזש:GaN-אויף-Si וועיפערס האבן הויכע ברייקדאַון וואָולטידזש (ביז 1200V), וואָס ערלויבט זיי צו שעפּן הויך-וואָולטידזש אַפּלאַקיישאַנז.
● שנעלערע סוויטשינג גיכקייטן:GaN האט העכערע עלעקטראָן מאָביליטי און נידעריקער סוויטשינג פארלוסטן ווי סיליקאָן, מאכן GaN-אויף-Si וועיפערס ידעאַל פֿאַר הויך-גיכקייַט סערקאַץ.
● פֿאַרבעסערטע טערמישע פאָרשטעלונג:טראָץ די נידעריקע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פון סיליקאָן, GaN-אויף-Si אָפפערט נאָך העכערע טערמישע פעסטקייט, מיט בעסערע היץ דיסיפּיישאַן ווי טראַדיציאָנעלע סיליקאָן דעוויסעס.
טעכנישע ספּעציפֿיקאַציעס
| פּאַראַמעטער | ווערט |
| וואַפער גרייס | 4-אינטש, 6-אינטש |
| סי סאַבסטראַט אָריענטירונג | <111>, <100>, אייגענעם |
| סי קעגנשטאנד | הויך-קעגנשטעליק, האַלב-איזאָלירנדיק, נידעריק-קעגנשטעליק |
| דאָפּינג טיפּ | N-טיפּ, P-טיפּ |
| GaN שיכט גרעב | 100 נאַנאָמעטער – 5000 נאַנאָמעטער (קאַסטאַמייזאַבאַל) |
| אַלגאַן באַריער שיכט | 24% – 28% אַל (טיפּיש 10-20 נאַנאָמעטער) |
| ברייקדאַון וואָולטידזש | 600V – 1200V |
| עלעקטראָן מאָביליטעט | 2000 קוביק סענטימעטער/V·s |
| סוויטשינג אָפטקייט | ביז 18 גיגאהערץ |
| וואַפער ייבערפלאַך ראַפנאַס | RMS ~0.25 נאַנאָמעטער (AFM) |
| GaN בלאַט קעגנשטעל | 437.9 Ω·cm² |
| גאַנץ וועיפער וואָרפּ | < 25 מיקראָמעטער (מאַקסימום) |
| טערמישע קאַנדאַקטיוויטי | 1.3 – 2.1 וואט/קמ²·ק |
אַפּליקאַציעס
מאַכט עלעקטראָניקGaN-on-Si איז ידעאַל פֿאַר מאַכט עלעקטראָניק ווי מאַכט אַמפּלאַפייערז, קאָנווערטערז און ינווערטערס געניצט אין רינואַבאַל ענערגיע סיסטעמען, עלעקטרישע וועהיקלעס (EVs), און ינדאַסטריאַל ויסריכט. זיין הויך ברייקדאַון וואָולטידזש און נידעריק אָן-קעגנשטעל ענשור עפעקטיוו מאַכט קאַנווערזשאַן, אפילו אין הויך-מאַכט אַפּלאַקיישאַנז.
RF און מייקראַווייוו קאָמוניקאַציעסGaN-אויף-Si וועיפערס פאָרשלאָגן הויך-פרעקווענץ קייפּאַבילאַטיז, מאכן זיי גאנץ פֿאַר RF מאַכט אַמפּליפייערז, סאַטעליט קאָמוניקאַציע, ראַדאַר סיסטעמען און 5G טעכנאָלאָגיעס. מיט העכער סוויטשינג ספּידז און די פיייקייט צו אַרבעטן אין העכער פריקווענצן (ביז צו18 גיגאהערץ), GaN דעוויסעס פאָרשלאָגן העכערע פאָרשטעלונג אין די אַפּלאַקיישאַנז.
אויטאמאטיוו עלעקטראָניקGaN-on-Si ווערט גענוצט אין אויטאמאטיוו מאַכט סיסטעמען, אַרייַנגערעכנטאויף-באָרד טשאַרדזשערס (OBCs)אוןDC-DC קאָנווערטערסאיר מעגלעכקייט צו ארבעטן ביי העכערע טעמפעראטורן און אויסהאלטן העכערע וואלטאזש לעוועלס מאכט עס א גוטע פאסיגקייט פאר עלעקטרישע וועהיקל אפליקאציעס וואס פארלאנגען א שטארקע מאכט קאנווערזיע.
לעד און אָפּטאָעלעקטראָניקGaN איז דער מאַטעריאַל פון ברירה פֿאַר בלויע און ווייסע על-אי-די-עסGaN-אויף-Si וועיפערס ווערן גענוצט צו פּראָדוצירן הויך-עפעקטיווקייט LED לייטינג סיסטעמען, וואָס צושטעלן ויסגעצייכנטע פאָרשטעלונג אין לייטינג, דיספּליי טעקנאַלאַדזשיז און אָפּטישע קאָמוניקאַציע.
פֿראַגעס און ענטפֿערס
פ1: וואָס איז דער מעלה פון GaN איבער סיליקאָן אין עלעקטראָנישע דעוויסעס?
א1:GaN האט אברייטערע באַנדגאַפּ (3.4 eV)ווי סיליקאָן (1.1 eV), וואָס ערלויבט עס צו וויטשטיין העכערע וואָולטאַזשן און טעמפּעראַטורן. די אייגנשאַפט ערמעגליכט GaN צו שעפּן הויך-מאַכט אַפּלאַקיישאַנז מער עפֿעקטיוו, רעדוצירן מאַכט אָנווער און פאַרגרעסערן סיסטעם פאָרשטעלונג. GaN אָפפערס אויך פאַסטער סוויטשינג ספּידז, וואָס זענען קריטיש פֿאַר הויך-פרעקווענץ דעוויסעס אַזאַ ווי RF אַמפּליפייערז און מאַכט קאָנווערטערז.
פ2: קען איך קאַסטאַמייזן די סיליקאָן סאַבסטראַט אָריענטירונג פֿאַר מיין אַפּלאַקיישאַן?
א2:יא, מיר פאָרשלאָגןקאַסטאַמייזאַבאַל סי סאַבסטראַט אָריענטיישאַנזאזוי ווי<111>, <100>, און אנדערע אריענטאציעס לויט אייערע דעווייס באדערפענישן. די אריענטאציע פון די סיליקאן סאַבסטראַט שפּילט אַ שליסל ראָלע אין דעווייס פאָרשטעלונג, אַרייַנגערעכנט עלעקטרישע קעראַקטעריסטיקס, טערמישע נאַטור, און מעכאַנישע פעסטקייט.
פ3: וואָס זענען די בענעפיטן פון ניצן GaN-אויף-Si וועיפערס פֿאַר הויך-פרעקווענץ אַפּלאַקיישאַנז?
א3:GaN-אויף-Si וועיפערס פאָרשלאָגן העכערע קוואַליטעטסוויטשינג גיכקייטן, וואָס ערמעגליכט שנעלערע אָפּעראַציע ביי העכערע פרעקווענצן קאַמפּערד צו סיליקאָן. דאָס מאַכט זיי ידעאַל פֿאַרRFאוןמייקראַוועוואַפּליקאַציעס, ווי אויך הויך-פרעקווענץמאַכט דעוויסעסאזוי וויהעמטס(הויך עלעקטראָן מאָביליטי טראַנזיסטאָרס) אוןRF אַמפּליפייערזGaN'ס העכערע עלעקטראן באוועגלעכקייט רעזולטירט אויך אין נידעריקערע סוויטשינג פארלוסטן און פארבעסערטע עפעקטיווקייט.
פ4: וואָס דאָפּינג אָפּציעס זענען בנימצא פֿאַר GaN-אויף-Si וועיפערס?
א4:מיר פאָרשלאָגן ביידעN-טיפאוןפּ-טיפּדאָפּינג אָפּציעס, וואָס ווערן אָפט געניצט פֿאַר פֿאַרשידענע טיפּן האַלב-קאָנדוקטאָר דעוויסעס.N-טיפּ דאָפּינגאיז אידעאל פֿאַרמאַכט טראַנזיסטאָרןאוןRF אַמפּליפייערז, בשעתפּ-טיפּ דאָפּינגווערט אָפט גענוצט פֿאַר אָפּטאָעלעקטראָניק דעוויסעס ווי על-אי-די-עס.
מסקנא
אונדזערע קאַסטאַמייזד גאַליום ניטריד אויף סיליקאָן (GaN-אויף-Si) וועיפערס צושטעלן די ידעאַלע לייזונג פֿאַר הויך-פרעקווענץ, הויך-מאַכט, און הויך-טעמפּעראַטור אַפּלאַקיישאַנז. מיט קאַסטאַמייזאַבאַל סי סאַבסטראַט אָריענטיישאַנז, קעגנשטעל, און N-טיפּ/P-טיפּ דאָפּינג, די וועיפערס זענען צוגעפּאַסט צו טרעפן די ספּעציפֿישע באדערפענישן פון ינדאַסטריז ריינדזשינג פון מאַכט עלעקטראָניק און אָטאַמאָוטיוו סיסטעמען צו RF קאָמוניקאַציע און LED טעקנאַלאַדזשיז. לעווערידזשינג די העכערע פּראָפּערטיעס פון GaN און די סקאַלאַביליטי פון סיליקאָן, די וועיפערס פאָרשלאָגן פֿאַרבעסערטע פאָרשטעלונג, עפעקטיווקייַט, און צוקונפֿט-פּרופינג פֿאַר ווייַטער-דור דעוויסעס.
דעטאַלירטע דיאַגראַמע
