Wafer Epitaxial Gallium Nitrida: Pengantar Proses Fabrikasi

Galium Nitrida (GaN)wafer epitaksipertumbuhan adalah proses yang kompleks, seringkali menggunakan metode dua langkah. Metode ini melibatkan beberapa tahapan penting, termasuk pemanggangan suhu tinggi, pertumbuhan lapisan penyangga, rekristalisasi, dan anil. Dengan mengontrol suhu secara cermat di seluruh tahapan ini, metode pertumbuhan dua langkah secara efektif mencegah lengkungan wafer yang disebabkan oleh ketidakcocokan atau tekanan kisi, menjadikannya metode fabrikasi utama untukwafer epitaksi GaNsecara global.

1. PemahamanWafer Epitaksi

Sebuahwafer epitaksiterdiri dari substrat kristal tunggal di mana lapisan kristal tunggal baru ditumbuhkan. Lapisan epitaksi ini memainkan peran penting dalam menentukan sekitar 70% kinerja perangkat akhir, menjadikannya bahan mentah penting dalam pembuatan chip semikonduktor.

Diposisikan di hulu dalam rantai industri semikonduktor,wafer epitaksialberfungsi sebagai komponen dasar, mendukung seluruh industri manufaktur semikonduktor. Produsen memanfaatkan teknologi canggih seperti Deposisi Uap Kimia (CVD) dan Epitaksi Berkas Molekuler (MBE) untuk menyimpan dan menumbuhkan lapisan epitaksi pada bahan substrat. Wafer ini kemudian mengalami pemrosesan lebih lanjut melalui fotolitografi, deposisi film tipis, dan etsa hingga menjadi wafer semikonduktor. Selanjutnya, iniwaferdipotong dadu menjadi cetakan individu, yang kemudian dikemas dan diuji untuk membuat sirkuit terpadu (IC) akhir. Sepanjang keseluruhan proses produksi chip, interaksi terus-menerus dengan fase desain chip sangat penting untuk memastikan produk akhir memenuhi semua spesifikasi dan persyaratan kinerja.

2. Penerapan GaNWafer Epitaksi

Sifat yang melekat pada GaN membuatwafer epitaksi GaNsangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tinggi, frekuensi tinggi, dan pengoperasian tegangan menengah hingga rendah. Beberapa area aplikasi utama meliputi:

Tegangan Kerusakan Tinggi: Celah pita lebar GaN memungkinkan perangkat menahan tegangan lebih tinggi dibandingkan silikon tradisional atau galium arsenida. Karakteristik ini menjadikan GaN ideal untuk aplikasi seperti stasiun pangkalan 5G dan sistem radar militer.

Efisiensi Konversi Tinggi: Perangkat peralihan daya berbasis GaN menunjukkan resistansi yang jauh lebih rendah dibandingkan perangkat silikon, sehingga mengurangi kerugian peralihan dan meningkatkan efisiensi energi.

Konduktivitas Termal Tinggi: Konduktivitas termal GaN yang sangat baik memungkinkan pembuangan panas yang efisien, sehingga cocok untuk aplikasi berdaya tinggi dan suhu tinggi.

Kekuatan Medan Listrik Kerusakan Tinggi: Meskipun kekuatan medan listrik kerusakan GaN sebanding dengan silikon karbida (SiC), faktor-faktor seperti pemrosesan semikonduktor dan ketidaksesuaian kisi biasanya membatasi kapasitas penanganan tegangan perangkat GaN hingga sekitar 1000V, dengan tegangan pengoperasian yang aman umumnya di bawah 650V.

3. Mengklasifikasikan GaNWafer Epitaksi

Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga, GaN menawarkan banyak keunggulan, termasuk ketahanan terhadap suhu tinggi, kompatibilitas yang sangat baik, konduktivitas termal yang tinggi, dan celah pita yang lebar. Hal ini menyebabkan penerapannya secara luas di berbagai industri.wafer epitaksi GaNdapat dikategorikan berdasarkan bahan substratnya: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire, dan GaN-on-Silicon. Diantaranya,Wafer GaN-on-Silikonsaat ini paling banyak digunakan karena biaya produksinya yang lebih rendah dan proses produksinya yang matang.**