Gallium-Nitrid Epiwafer
GINECHIP liefert GaN-on-Sapphire-Epiwafer von 2″ bis 8″ mit C-plane (0001)-Ausrichtung, GaN-epi-Layern von 2–8 μm sowie UID-, N-type-Si- oder P-type-Mg-Dotierung. Das Wachstum mit MOCVD, HVPE und ELOG unterstützt LED-, Leistungs-, RF- und optoelektronische Anwendungen.
Übersicht
Galliumnitrid (GaN) auf Saphir vereint eine direkte Bandlücke von 3,4 eV mit einem hohen kritischen Feld von 3,3 MV/cm und einer 2DEG-Elektronenmobilität von 2.000 cm²/V·s.
Unsere GaN-auf-Saphir-Epiwafer sind in Durchmessern von 2″–8″ erhältlich, mit C-Plane (0001)-Saphirsubstraten, GaN-Epi-Dicken von 2–8 μm sowie Optionen für UID-, N-Typ-Si- oder P-Typ-Mg-Dotierung.
In allen Standardvorlagen enthalten: XRD-FWHM (0002) unter 300 arcsec, Versetzungsdichte unter 5×10⁸/cm² sowie eine AlN-Pufferschicht von 20–30 nm; außerdem mit SEMI-M12/M13-konformer Laserbeschriftung.
Premium-GaN-Templates mit Versetzungsdichte < 1×10⁸/cm² und XRD-FWHM < 200 arcsec.
Epitaktische Wachstumsverfahren
Wir züchten GaN-auf-Saphir mit MOCVD, HVPE und ELOG, um unterschiedliche Anforderungen an Gleichmäßigkeit, Schichtdicke und Kristallqualität zu erfüllen.
MOCVD-Produktionsqualität
2″–8″ · Hoher Durchsatz · ±5% Uniformität
MOCVD liefert hochvolumige GaN-on-sapphire Epi-Wafer mit 2″–8″ Durchmesser, ±5% Dickenuniformität und einer Versetzungsdichte unter 5×10⁸/cm² — für eine konstante Qualität im Produktionsmaßstab.
HVPE-Spezialqualität
2″–4″ · Wachstumsrate 50–200 μm/h
HVPE wächst dicke, freistehende und Spezial-GaN-Schichten mit 50–200 μm/h und einer Versetzungsdichte unter 1×10⁷/cm² — für anspruchsvolle Geräteaufbauten.
ELOG-Laserqualität
2″–4″ · < 5×10⁶/cm² · Mehrstufiger Prozess
ELOG reduziert die Versetzungsdichte auf unter 5×10⁶/cm² durch epitaktisches laterales Überwachsen und erzeugt Laserqualitäts-Templates für Anwendungen in blauen Laserdioden.
Vergleich der Wachstumsverfahren
Vergleichen Sie MOCVD, HVPE und ELOG, um Ihre Priorität zu treffen: hohe Produktionsleistung, dicke Schichten oder eine extrem niedrige Versetzungsdichte.
MOCVD — die Produktionswahl
MOCVD liefert hochvolumige Epiwafer mit einer Dicken-Uniformität von ±5% und einer Versetzungsdichte unter 5×10⁸/cm² — für gleichbleibende, qualitätsgesicherte Produktion.
HVPE — Dicke & Spezialanwendungen
HVPE züchtet dicke oder freitragende GaN-Schichten mit 50–200 μm/h und einer Versetzungsdichte unter 1×10⁷/cm² für anspruchsvolle Geräteaufbauten.
ELOG — Laserqualität
ELOG nutzt epitaktisches laterales Überwachsen, um die Versetzungsdichte auf unter 5×10⁶/cm² zu senken — für Laserqualitäts-Templates.
Materialvergleich
Vergleichen Sie GaN mit Silizium (Si), GaAs und 4H-SiC hinsichtlich Bandlücke, kritischem Feld, Beweglichkeit, Sättigungsgeschwindigkeit und thermischer Leistung.
| Parameter | GaN | Silizium (Si) | GaAs | 4H-SiC |
|---|---|---|---|---|
| Bandgap (eV) | 3.4 (direct) | 1.12 (indirect) | 1.42 (direct) | 3.26 (indirect) |
| Critical Field (MV/cm) | 3.3 | 0.3 | 0.4 | 2.8 |
| Electron Mobility (cm²/V·s) | 2,000 (2DEG) | 1,350 | 8,500 | 900 |
| Saturation Velocity (10⁷ cm/s) | 2.5 | 1.0 | 1.2 | 2.0 |
| Thermal Conductivity (W/m·K) | 130 (bulk) / 250 (SiC) | 150 | 55 | 490 |
| Max Operating Temp (°C) | > 500 | 150 | 200 | > 600 |
| JFOM (Johnson Figure of Merit) | 760 | 1 | 3 | 280 |
| BFOM (Baliga FOM, relative) | 650 | 1 | 15 | 130 |
Leistungselektronik mit GaN
Das hohe kritische Feld von GaN (3,3 MV/cm) und die 2DEG-Mobilität von 2.000 cm²/V·s ermöglichen ein hocheffizientes Leistungs‑Switching mit geringeren Leitungs‑ und Schaltverlusten als bei Silizium.
Mit einem Johnson Figure of Merit von 760 und einem Baliga Figure of Merit von 650 (relativ zu Silizium = 1) ermöglicht GaN kompakte, hochfrequente Leistungskonverter für Rechenzentren, EV‑Ladegeräte und erneuerbare Energien.
GaN‑auf‑Saphir‑Vorlagen, ausgelegt für die Entwicklung von Hochspannungs‑, Hochtemperatur‑Leistungsbauteilen.
Technische Spezifikationen
| Parameter | Verfügbarer Bereich |
|---|---|
| Basissubstrat | C-plane sapphire (0001), 430μm or 650μm thickness |
| GaN-Epi-Dicke | 2μm, 3.5μm, 5μm, 8μm (custom on request) |
| Dotierungsoptionen | UID (unintentionally doped), N-type Si-doped, P-type Mg-doped |
| Versetzungsdichte | < 5×10⁸/cm² (typical); < 1×10⁸/cm² (premium grade) |
| Flächenwiderstand | N-type: 300–800 Ω/sq; UID: > 10⁶ Ω/sq |
| Oberflächenrauheit | Ra < 0.5nm (AFM 5×5μm scan) |
| Wafer-Bow | ≤ 40μm (4″); ≤ 80μm (6″); ≤ 120μm (8″) |
| Verfügbare Durchmesser | 2″ (50.8mm), 4″ (100mm), 6″ (150mm), 8″ (200mm) |
| AlN-Pufferschicht | 20–30nm, included in all standard templates |
| XRD FWHM (0002) | < 300 arcsec (typical); < 200 arcsec (premium) |
| XRD FWHM (10-12) | < 500 arcsec (typical); < 350 arcsec (premium) |
| GaN-Bandabstand | 3.4 eV (direct, wurtzite crystal structure) |
| Wärmeausdehnung von Saphir | 7.5×10⁻⁶/K (a-axis); 8.5×10⁻⁶/K (c-axis) at 300K |
| Brechungsindex von Saphir | nₒ = 1.768, nₑ = 1.760 at 633nm |
| Rückseitenfinish | As-cut, lapped, or polished per customer specification |
| Lasermarkierung | SEMI M12/M13 compliant: soft-mark on front or back side |
| Partikelanzahl @ 0.3μm | ≤ 20 particles (laser surface scan) |
| Verpackung | Vacuum-sealed single-wafer containers, Class 100 cleanroom |
| Normkonformität | SEMI Standards, RoHS, REACH |
Anwendungen
LED-Beleuchtung & Displays
Der breite direkte Bandabstand (3.4 eV) ermöglicht hocheffiziente blaue und UV-LEDs für allgemeine Beleuchtung, Hintergrundbeleuchtung und Hochhelligkeits-Displays.
Leistungselektronik
Ein hohes kritisches Feld (3.3 MV/cm) sowie die 2DEG-Elektronenmobilität von 2,000 cm²/V·s ermöglichen hocheffiziente Hochspannungs-Leistungsschaltgeräte.
F&E-Prototyping
Maßgeschneiderte Epitaxie-Dicken (2–8 μm) und Dotierungsoptionen (UID, Si, Mg) unterstützen schnelles Prototyping und die Entwicklung von Prozessen.
RF-Verstärker
Eine hohe Sättigungsgeschwindigkeit (2.5×10⁷ cm/s) ermöglicht hochfrequente, leistungsstarke RF-Verstärker für Basisstationen und Radar.
Sensoren & Detektoren
Der breite Bandabstand von GaN und die thermische Stabilität ermöglichen robuste Sensoren und Detektoren für raue Umgebungen.
Satelliten & Luft- und Raumfahrt
Der Hochtemperaturbetrieb (über 500 °C) und die Strahlungstoleranz eignen sich für die Stromversorgung von Satelliten und in der Luft- und Raumfahrt.
Qualität & Zertifizierung
Die GINECHIP GaN‑auf‑Saphir‑Epiwafers werden nach ISO 9001:2015 hergestellt, mit 100% Prüfung, laserbasierter Kennzeichnung gemäß SEMI M12/M13 sowie RoHS-/REACH‑Konformität.
GaN‑auf‑Saphir‑Epiwafers erhalten
Senden Sie uns Ihre Anforderungen an Epi‑Dicke, Dotierung und Waferdurchmesser, und unser Team antwortet mit einem maßgeschneiderten Angebot.