Эпиваферы на основе нитрида галлия
GINECHIP поставляет эпиваферы GaN-on-sapphire в диапазоне 2″–8″ с ориентацией C-plane (0001), слоями GaN epi толщиной 2–8 μm и легированием UID, N-type Si или P-type Mg. Рост методами MOCVD, HVPE и ELOG поддерживает применения в LED, силовой электронике, RF и оптоэлектронике.
Обзор
Нитрид галлия (GaN) на сапфире объединяет прямую запрещённую зону 3.4 eV, высокое критическое поле 3.3 MV/cm и подвижность электронов 2DEG 2,000 cm²/V·s.
Наши эпиваферы GaN на сапфире доступны в диаметрах 2″–8″ с сапфировыми подложками C-plane (0001), толщиной эпитаксиального GaN 2–8 μm и вариантами легирования UID, N-типа Si или P-типа Mg.
Во все стандартные шаблоны включены: XRD FWHM (0002) ниже 300 arcsec, плотность дислокаций ниже 5×10⁸/см² и буферный слой AlN толщиной 20–30 нм, а также лазерная маркировка, соответствующая SEMI M12/M13.
Шаблоны GaN премиум-класса с плотностью дислокаций < 1×10⁸/см² и XRD FWHM < 200 arcsec.
Методы эпитаксиального роста
Мы выращиваем GaN на сапфире с использованием MOCVD, HVPE и ELOG, чтобы поддерживать различные требования к однородности, толщине и качеству кристалла.
Производственный класс MOCVD
2″–8″ · Высокая производительность · ±5% равномерность
MOCVD обеспечивает высокообъемные GaN-on-sapphire эпиваферы диаметром 2″–8″ с равномерностью толщины ±5% и плотностью дислокаций ниже 5×10⁸/cm² — для стабильного качества уровня производства.
Специальный класс HVPE
2″–4″ · Скорость роста 50–200 μm/ч
HVPE выращивает толстые самонесущие и специализированные слои GaN со скоростью 50–200 μm/ч и плотностью дислокаций ниже 1×10⁷/см² — для устройств со сложными требованиями к структуре.
ELOG лазерный класс
2″–4″ · < 5×10⁶/см² · Многоэтапный процесс
ELOG снижает плотность дислокаций ниже 5×10⁶/см² за счет эпитаксиального латерального наращивания, создавая шаблоны лазерного класса для применения в синих лазерных диодах.
Сравнение методов роста
Сравните MOCVD, HVPE и ELOG, чтобы подобрать подходящий вариант под вашу приоритетную задачу: производительность, толстые слои или ультра-низкую плотность дислокаций.
MOCVD — выбор для серийного производства
MOCVD обеспечивает эпиваферы в больших объёмах: равномерность толщины ±5% и плотность дислокаций ниже 5×10⁸/см² для стабильного качества уровня серийного производства.
HVPE — Толстые слои и спецназначение
HVPE выращивает толстые или свободностоящие слои GaN со скоростью 50–200 μm/ч при плотности дислокаций ниже 1×10⁷/см² для требовательных структур приборов.
ELOG — Лазерного класса
ELOG использует эпитаксиальное боковое наращивание, чтобы снизить плотность дислокаций до уровня ниже 5×10⁶/см² для шаблонов лазерного класса.
Сравнение материалов
Сравните GaN с кремнием (Si), GaAs и 4H-SiC по ширине запрещённой зоны, критическому полю, подвижности, скорости насыщения и тепловым характеристикам.
| Параметр | GaN | Кремний (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 |
Силовая электроника на основе GaN
Высокое критическое поле GaN 3,3 MV/см и подвижность 2DEG 2 000 см²/В·с обеспечивают высокоэффективное переключение мощности с более низкими потерями проводимости и переключения, чем у кремния.
Благодаря Johnson Figure of Merit = 760 и Baliga Figure of Merit = 650 (относительно кремния = 1) GaN поддерживает компактные высокочастотные преобразователи мощности для дата-центров, зарядок для EV и возобновляемой энергетики.
Шаблоны GaN-на-сапфире, рассчитанные для разработки высоковольтных и высокотемпературных силовых приборов.
Технические характеристики
| Параметр | Доступный диапазон |
|---|---|
| Базовая подложка | C-plane sapphire (0001), 430μm or 650μm thickness |
| Толщина эпи-слоя GaN | 2μm, 3.5μm, 5μm, 8μm (custom on request) |
| Опции легирования | UID (unintentionally doped), N-type Si-doped, P-type Mg-doped |
| Плотность дислокаций | < 5×10⁸/cm² (typical); < 1×10⁸/cm² (premium grade) |
| Поверхностное сопротивление | N-type: 300–800 Ω/sq; UID: > 10⁶ Ω/sq |
| Шероховатость поверхности | Ra < 0.5nm (AFM 5×5μm scan) |
| Прогиб пластины | ≤ 40μm (4″); ≤ 80μm (6″); ≤ 120μm (8″) |
| Доступные диаметры | 2″ (50.8mm), 4″ (100mm), 6″ (150mm), 8″ (200mm) |
| Буферный слой AlN | 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) |
| Запрещённая зона GaN | 3.4 eV (direct, wurtzite crystal structure) |
| Тепловое расширение сапфира | 7.5×10⁻⁶/K (a-axis); 8.5×10⁻⁶/K (c-axis) at 300K |
| Показатель преломления сапфира | nₒ = 1.768, nₑ = 1.760 at 633nm |
| Обработка обратной стороны | As-cut, lapped, or polished per customer specification |
| Лазерная маркировка | SEMI M12/M13 compliant: soft-mark on front or back side |
| Количество частиц @ 0.3μm | ≤ 20 particles (laser surface scan) |
| Упаковка | Vacuum-sealed single-wafer containers, Class 100 cleanroom |
| Соответствие стандартам | SEMI Standards, RoHS, REACH |
Применения
Светодиодное освещение и дисплеи
Широкая прямозонная запрещённая зона (3.4 eV) обеспечивает эффективные синие и UV-светодиоды для общего освещения, подсветки и дисплеев с высокой яркостью.
Силовая электроника
Высокое критическое поле (3.3 MV/cm) и подвижность электронов 2DEG 2,000 см²/В·с позволяют создавать высокоэффективные высоковольтные устройства силового переключения.
Прототипирование для R&D
Индивидуальная толщина эпитаксиального слоя (2–8 μm) и варианты легирования (UID, Si, Mg) поддерживают быстрое прототипирование и разработку процессов.
РЧ-усилители
Высокая скорость насыщения (2.5×10⁷ cm/с) поддерживает высокочастотные мощные РЧ-усилители для базовых станций и радаров.
Датчики и детекторы
Широкая запрещённая зона GaN и его термостабильность позволяют создавать надежные датчики и детекторы для работы в суровых условиях.
Спутники и аэрокосмос
Работа при высоких температурах (выше 500 °C) и устойчивость к радиации подходят для систем электропитания спутников и аэрокосмической техники.
Качество и сертификация
GaN-on-sapphire epiwafers от GINECHIP производятся по стандарту ISO 9001:2015 с 100% контролем, лазерной маркировкой, соответствующей SEMI M12/M13, и соблюдением требований RoHS/REACH.
Закажите эпиваферы GaN на сапфире
Отправьте нам требования к толщине эпитаксии, легированию и диаметру — и наша команда подготовит индивидуальное коммерческое предложение.