GaN-on-Diamond Wafers 4 inch 6 inch ضخامت کل epi (میکرون) 0.6 ~ 2.5 یا سفارشی برای برنامه های فرکانس بالا
خواص
اندازه ویفر:
در قطرهای 4 و 6 اینچی برای ادغام همه کاره در فرآیندهای مختلف تولید نیمه هادی موجود است.
بسته به نیاز مشتری، گزینه های سفارشی سازی برای اندازه ویفر موجود است.
ضخامت لایه اپیتاکسیال:
محدوده: 0.6 میکرومتر تا 2.5 میکرومتر، با گزینه هایی برای ضخامت های سفارشی بر اساس نیازهای کاربردی خاص.
لایه اپیتاکسیال برای اطمینان از رشد کریستال GaN با کیفیت بالا، با ضخامت بهینه برای تعادل قدرت، پاسخ فرکانسی و مدیریت حرارتی طراحی شده است.
هدایت حرارتی:
لایه الماس رسانایی حرارتی بسیار بالایی را در حدود 2000-2200 W/m·K فراهم می کند و از اتلاف گرمای کارآمد از دستگاه های پرقدرت اطمینان می دهد.
خواص مواد GaN:
Wide Bandgap: لایه GaN از یک باند گپ گسترده (~3.4 eV) بهره می برد که امکان کار در محیط های سخت، ولتاژ بالا و شرایط دمای بالا را فراهم می کند.
تحرک الکترون: تحرک الکترون بالا (تقریباً 2000 سانتی‌متر مربع/V·s)، که منجر به سوئیچینگ سریع‌تر و فرکانس‌های عملیاتی بالاتر می‌شود.
ولتاژ شکست بالا: ولتاژ شکست GaN بسیار بالاتر از مواد نیمه هادی معمولی است و آن را برای کاربردهای انرژی فشرده مناسب می کند.
عملکرد الکتریکی:
چگالی توان بالا: ویفرهای GaN-on-Diamond خروجی توان بالایی را در حالی که ضریب فرم کوچکی را حفظ می‌کنند، برای تقویت‌کننده‌های قدرت و سیستم‌های RF مناسب می‌سازد.
تلفات کم: ترکیب بازده GaN و اتلاف حرارت الماس منجر به کاهش تلفات توان در حین کار می شود.
کیفیت سطح:
رشد اپیتاکسیال با کیفیت بالا: لایه GaN به صورت اپیتاکسیال روی بستر الماس رشد می کند و از حداقل چگالی نابجایی، کیفیت کریستالی بالا و عملکرد بهینه دستگاه اطمینان می دهد.
یکنواختی:
یکنواختی ضخامت و ترکیب: هم لایه GaN و هم زیرلایه الماس یکنواختی عالی را حفظ می‌کنند که برای عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه ضروری است.
پایداری شیمیایی:
هم GaN و هم الماس پایداری شیمیایی استثنایی را ارائه می‌کنند و به این ویفرها اجازه می‌دهند تا در محیط‌های شیمیایی خشن عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند.
برنامه های کاربردی
تقویت کننده های قدرت RF:
ویفرهای GaN-on-Diamond برای تقویت‌کننده‌های قدرت RF در مخابرات، سیستم‌های راداری و ارتباطات ماهواره‌ای ایده‌آل هستند و هم راندمان و هم قابلیت اطمینان بالا را در فرکانس‌های بالا (مثلاً 2 گیگاهرتز تا 20 گیگاهرتز و بالاتر) ارائه می‌دهند.
ارتباطات مایکروویو:
این ویفرها در سیستم‌های ارتباطی مایکروویو برتری دارند، جایی که توان خروجی بالا و کاهش حداقل سیگنال بسیار مهم است.
فناوری های رادار و حسگر:
ویفرهای GaN-on-Diamond به طور گسترده در سیستم‌های راداری استفاده می‌شوند و عملکرد قوی در کاربردهای فرکانس و توان بالا، به ویژه در بخش‌های نظامی، خودروسازی و هوافضا ارائه می‌دهند.
سیستم های ماهواره ای:
در سیستم‌های ارتباطی ماهواره‌ای، این ویفرها دوام و عملکرد بالای تقویت‌کننده‌های قدرت را تضمین می‌کنند که قادر به کار در شرایط محیطی شدید هستند.
الکترونیک پرقدرت:
قابلیت های مدیریت حرارتی GaN-on-Diamond آنها را برای وسایل الکترونیکی پرقدرت مانند مبدل های قدرت، اینورترها و رله های حالت جامد مناسب می کند.
سیستم های مدیریت حرارتی:
با توجه به رسانایی حرارتی بالای الماس، این ویفرها را می توان در کاربردهایی که نیاز به مدیریت حرارتی قوی دارند، مانند سیستم های LED و لیزر پرقدرت استفاده کرد.
پرسش و پاسخ برای ویفرهای GaN-on-Diamond
Q1: مزیت استفاده از ویفر GaN-on-Diamond در کاربردهای با فرکانس بالا چیست؟
A1:ویفرهای GaN-on-Diamond تحرک بالای الکترون و فاصله باند وسیع GaN را با رسانایی حرارتی فوق العاده الماس ترکیب می کند. این دستگاه‌های فرکانس بالا را قادر می‌سازد تا در سطوح توان بالاتر کار کنند و در عین حال گرما را به طور مؤثر مدیریت کنند و از کارایی و قابلیت اطمینان بیشتر در مقایسه با مواد سنتی اطمینان حاصل کنند.
Q2: آیا می توان ویفرهای GaN-on-Diamond را برای نیازهای قدرت و فرکانس خاص سفارشی کرد؟
A2:بله، ویفرهای GaN-on-Diamond گزینه های قابل تنظیمی از جمله ضخامت لایه همپایه (0.6 میکرومتر تا 2.5 میکرومتر)، اندازه ویفر (4 اینچ، 6 اینچ) و سایر پارامترها بر اساس نیازهای کاربردی خاص را ارائه می دهند که انعطاف پذیری را برای کاربردهای پرقدرت و فرکانس بالا فراهم می کند.
Q3: مزایای کلیدی الماس به عنوان یک بستر برای GaN چیست؟
A3:رسانایی حرارتی شدید الماس (تا 2200 W/m·K) به اتلاف موثر گرمای تولید شده توسط دستگاه های GaN با قدرت بالا کمک می کند. این قابلیت مدیریت حرارتی به دستگاه‌های GaN-on-Diamond اجازه می‌دهد تا در چگالی و فرکانس‌های توان بالاتر کار کنند و از عملکرد دستگاه و طول عمر بهتر اطمینان حاصل کنند.
Q4: آیا ویفرهای GaN-on-Diamond برای کاربردهای فضایی یا هوافضا مناسب هستند؟
A4:بله، ویفرهای GaN-on-Diamond به دلیل قابلیت اطمینان بالا، قابلیت های مدیریت حرارتی و عملکرد در شرایط شدید مانند تابش زیاد، تغییرات دما و عملکرد با فرکانس بالا برای کاربردهای فضایی و هوافضا مناسب هستند.
Q5: طول عمر دستگاه های ساخته شده از ویفرهای GaN-on-Diamond چقدر است؟
A5:ترکیبی از دوام ذاتی GaN و خواص استثنایی اتلاف حرارت الماس باعث طول عمر طولانی دستگاه ها می شود. دستگاه‌های GaN-on-Diamond برای کار در محیط‌های سخت و شرایط پرقدرت با حداقل تخریب در طول زمان طراحی شده‌اند.
Q6: هدایت حرارتی الماس چگونه بر عملکرد کلی ویفرهای GaN-on-Diamond تأثیر می گذارد؟
A6:رسانایی حرارتی بالای الماس با هدایت موثر گرمای تولید شده در کاربردهای با توان بالا، نقش مهمی در افزایش عملکرد ویفرهای GaN-on-Diamond ایفا می کند. این تضمین می‌کند که دستگاه‌های GaN عملکرد مطلوب را حفظ می‌کنند، تنش حرارتی را کاهش می‌دهند و از گرمای بیش از حد جلوگیری می‌کنند، که یک چالش رایج در دستگاه‌های نیمه‌رسانای معمولی است.
Q7: کاربردهای معمولی که در آن ویفرهای GaN-on-Diamond بهتر از سایر مواد نیمه هادی هستند چیست؟
A7:ویفرهای GaN-on-Diamond در کاربردهایی که نیاز به جابجایی توان بالا، عملکرد فرکانس بالا و مدیریت حرارتی کارآمد دارند، از سایر مواد بهتر عمل می کنند. این شامل تقویت‌کننده‌های قدرت RF، سیستم‌های رادار، ارتباطات مایکروویو، ارتباطات ماهواره‌ای و سایر لوازم الکترونیکی پرقدرت است.
نتیجه گیری
ویفرهای GaN-on-Diamond یک راه حل منحصر به فرد برای کاربردهای با فرکانس و توان بالا ارائه می دهد که عملکرد بالای GaN را با خواص حرارتی استثنایی الماس ترکیب می کند. با ویژگی های قابل تنظیم، آنها طراحی شده اند تا نیازهای صنایعی را که به تحویل توان کارآمد، مدیریت حرارتی، و عملیات با فرکانس بالا نیاز دارند، برآورده کنند و اطمینان و طول عمر را در محیط های چالش برانگیز تضمین کنند.
نمودار تفصیلی
