ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ 4 ಇಂಚಿನ 6 ಇಂಚಿನ ಟೈಲರ್ಡ್ Si ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಓರಿಯಂಟೇಶನ್, ರೆಸಿಸ್ಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು N-ಟೈಪ್/P-ಟೈಪ್ ಆಯ್ಕೆಗಳು
ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು
● ವ್ಯಾಪಕ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್:ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ GaN (3.4 eV) ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು RF ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
● ಗ್ರಾಹಕೀಯಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ Si ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ:ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಾಧನದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಲು <111>, <100>, ಮತ್ತು ಇತರವುಗಳಂತಹ ವಿವಿಧ Si ತಲಾಧಾರ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳಿಂದ ಆರಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ.
● ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ:ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು Si ಗಾಗಿ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ನಿರೋಧಕತೆಯವರೆಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಆಯ್ಕೆಗಳ ನಡುವೆ ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿ.
● ಡೋಪಿಂಗ್ ಪ್ರಕಾರ:ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳು, RF ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ LED ಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು N-ಟೈಪ್ ಅಥವಾ P-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ.
●ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ರೇಕ್‌ಡೌನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್:GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ (1200V ವರೆಗೆ), ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
●ವೇಗವಾದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗಗಳು:GaN ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, GaN-ಆನ್-Si ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
●ವರ್ಧಿತ ಉಷ್ಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ:ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, GaN-on-Si ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಾಧನಗಳಿಗಿಂತ ಉತ್ತಮ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣದೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಶೇಷಣಗಳು
| ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ | ಮೌಲ್ಯ |
| ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರ | 4-ಇಂಚು, 6-ಇಂಚು |
| Si ತಲಾಧಾರದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ | <111>, <100>, ಕಸ್ಟಮ್ |
| Si ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ | ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ, ಅರೆ-ನಿರೋಧಕತೆ, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ |
| ಡೋಪಿಂಗ್ ಪ್ರಕಾರ | ಎನ್-ಟೈಪ್, ಪಿ-ಟೈಪ್ |
| GaN ಪದರದ ದಪ್ಪ | 100 nm – 5000 nm (ಗ್ರಾಹಕೀಯಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ) |
| AlGaN ತಡೆಗೋಡೆ ಪದರ | 24% – 28% ಅಲ್ (ಸಾಮಾನ್ಯ 10-20 nm) |
| ಬ್ರೇಕ್‌ಡೌನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ | 600 ವಿ - 1200 ವಿ |
| ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ | 2000 ಸೆಂ.ಮೀ²/ವಿ·ಸೆ |
| ಆವರ್ತನ ಬದಲಾಯಿಸುವಿಕೆ | 18 GHz ವರೆಗೆ |
| ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ | ಆರ್‌ಎಂಎಸ್ ~0.25 ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ (ಎಎಫ್‌ಎಂ) |
| GaN ಹಾಳೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧ | ೪೩೭.೯ Ω·ಸೆಂ² |
| ಒಟ್ಟು ವೇಫರ್ ವಾರ್ಪ್ | < 25 µm (ಗರಿಷ್ಠ) |
| ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ | ೧.೩ – ೨.೧ ವಾಟ್/ಸೆಂ.ಮೀ·ಕೆ |
ಅರ್ಜಿಗಳನ್ನು
ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್: ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳು (EVಗಳು) ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ವರ್ಧಕಗಳು, ಪರಿವರ್ತಕಗಳು ಮತ್ತು ಇನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳಂತಹ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಳಿಗೆ GaN-on-Si ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಆನ್-ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
ಆರ್ಎಫ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಸಂವಹನಗಳು: GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳನ್ನು RF ಪವರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು, ಉಪಗ್ರಹ ಸಂವಹನಗಳು, ರಾಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು 5G ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ಪರಿಪೂರ್ಣವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದೊಂದಿಗೆ (ವರೆಗೆ18 ಗಿಗಾಹರ್ಟ್ಝ್), GaN ಸಾಧನಗಳು ಈ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.
ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್: GaN-on-Si ಅನ್ನು ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಪವರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿಆನ್-ಬೋರ್ಡ್ ಚಾರ್ಜರ್‌ಗಳು (OBCs)ಮತ್ತುಡಿಸಿ-ಡಿಸಿ ಪರಿವರ್ತಕಗಳುಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಇದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಬಲವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಎಲ್ಇಡಿ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್: GaN ಆಯ್ಕೆಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ ನೀಲಿ ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಎಲ್ಇಡಿಗಳು. GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ LED ಬೆಳಕಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬೆಳಕು, ಪ್ರದರ್ಶನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಶ್ನೋತ್ತರಗಳು
ಪ್ರಶ್ನೆ ೧: ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ GaN ನ ಪ್ರಯೋಜನವೇನು?
ಎ 1:GaN ಹೊಂದಿದೆಅಗಲವಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ (3.4 eV)ಸಿಲಿಕಾನ್ (1.1 eV) ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಗುಣವು GaN ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. GaN ವೇಗವಾದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗವನ್ನು ಸಹ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು RF ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.
Q2: ನನ್ನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಾಗಿ Si ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಓರಿಯಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ನಾನು ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಬಹುದೇ?
ಎ 2:ಹೌದು, ನಾವು ನೀಡುತ್ತೇವೆಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ Si ತಲಾಧಾರದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳುಉದಾಹರಣೆಗೆ<111>, <100>, ಮತ್ತು ನಿಮ್ಮ ಸಾಧನದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಇತರ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು. Si ತಲಾಧಾರದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವು ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಉಷ್ಣ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ ಸೇರಿವೆ.
Q3: ಅಧಿಕ-ಆವರ್ತನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದಾಗುವ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೇನು?
ಎ 3:GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗಗಳು, ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆRFಮತ್ತುಮೈಕ್ರೋವೇವ್ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು, ಹಾಗೆಯೇ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳುಉದಾಹರಣೆಗೆHEMT ಗಳು(ಹೈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೊಬಿಲಿಟಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು) ಮತ್ತುಆರ್ಎಫ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳುGaN ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆಯು ಕಡಿಮೆ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟಗಳು ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಶ್ನೆ 4: GaN-on-Si ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಯಾವ ಡೋಪಿಂಗ್ ಆಯ್ಕೆಗಳು ಲಭ್ಯವಿದೆ?
ಎ 4:ನಾವು ಎರಡನ್ನೂ ನೀಡುತ್ತೇವೆN-ಟೈಪ್ಮತ್ತುಪಿ-ಟೈಪ್ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಡೋಪಿಂಗ್ ಆಯ್ಕೆಗಳು.ಎನ್-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆವಿದ್ಯುತ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳುಮತ್ತುಆರ್ಎಫ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು, ಹಾಗೆಯೇಪಿ-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್LED ಗಳಂತಹ ಆಪ್ಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ನಮ್ಮ ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಆನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ (GaN-on-Si) ವೇಫರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಗ್ರಾಹಕೀಯಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ Si ತಲಾಧಾರದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳು, ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು N- ಪ್ರಕಾರ/P- ಪ್ರಕಾರದ ಡೋಪಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ, ಈ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು RF ಸಂವಹನ ಮತ್ತು LED ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳವರೆಗಿನ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. GaN ನ ಉನ್ನತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಸ್ಕೇಲೆಬಿಲಿಟಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಈ ವೇಫರ್‌ಗಳು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ವರ್ಧಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ, ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ-ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.
ವಿವರವಾದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
