GaN روی شیشه ۴ اینچی: گزینه‌های شیشه قابل تنظیم شامل JGS1، JGS2، BF33 و کوارتز معمولی
ویژگی‌ها
● شکاف باند وسیع:GaN دارای شکاف باند 3.4 eV است که در مقایسه با مواد نیمه‌هادی سنتی مانند سیلیکون، امکان کارایی بالاتر و دوام بیشتر را در شرایط ولتاژ بالا و دمای بالا فراهم می‌کند.
● زیرلایه‌های شیشه‌ای قابل تنظیم:با گزینه‌های شیشه JGS1، JGS2، BF33 و کوارتز معمولی برای برآورده کردن نیازهای مختلف حرارتی، مکانیکی و نوری موجود است.
● رسانایی حرارتی بالا:رسانایی حرارتی بالای GaN اتلاف حرارت مؤثر را تضمین می‌کند و این ویفرها را برای کاربردهای برق و دستگاه‌هایی که گرمای زیادی تولید می‌کنند، ایده‌آل می‌سازد.
● ولتاژ شکست بالا:توانایی GaN در حفظ ولتاژهای بالا، این ویفرها را برای ترانزیستورهای قدرت و کاربردهای فرکانس بالا مناسب می‌کند.
● مقاومت مکانیکی عالی:زیرلایه‌های شیشه‌ای، همراه با خواص GaN، استحکام مکانیکی بالایی را فراهم می‌کنند و دوام ویفر را در محیط‌های دشوار افزایش می‌دهند.
● کاهش هزینه‌های تولید:در مقایسه با ویفرهای سنتی GaN-on-Silicon یا GaN-on-Sapphire، GaN-on-glass یک راه حل مقرون به صرفه تر برای تولید انبوه دستگاه های با کارایی بالا است.
● خواص نوری متناسب:گزینه‌های مختلف شیشه امکان سفارشی‌سازی ویژگی‌های نوری ویفر را فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای اپتوالکترونیک و فوتونیک مناسب می‌سازد.
مشخصات فنی
| پارامتر | ارزش |
| اندازه ویفر | ۴ اینچی |
| گزینه‌های زیرلایه شیشه‌ای | JGS1، JGS2، BF33، کوارتز معمولی |
| ضخامت لایه GaN | ۱۰۰ نانومتر – ۵۰۰۰ نانومتر (قابل تنظیم) |
| باندگپ GaN | ۳.۴ الکترون‌ولت (شکاف باند وسیع) |
| ولتاژ شکست | تا ۱۲۰۰ ولت |
| رسانایی حرارتی | ۱.۳ تا ۲.۱ وات بر سانتی‌متر مربع کلوین |
| تحرک الکترون | ۲۰۰۰ سانتی‌متر مربع بر ولت · ثانیه |
| زبری سطح ویفر | RMS ~0.25 نانومتر (AFM) |
| مقاومت ورق GaN | ۴۳۷.۹ اهم·سانتی‌متر مربع |
| مقاومت ویژه | نیمه عایق، نوع N، نوع P (قابل تنظیم) |
| انتقال نوری | >80% برای طول موج‌های مرئی و فرابنفش |
| تاب ویفر | <25 میکرومتر (حداکثر) |
| پرداخت سطح | SSP (جلا شده یک طرفه) |
کاربردها
الکترونیک نوری:
ویفرهای GaN-on-glass به طور گسترده در موارد زیر استفاده می‌شوند:ال‌ای‌دی‌هاودیودهای لیزریبه دلیل راندمان بالا و عملکرد نوری GaN. امکان انتخاب زیرلایه‌های شیشه‌ای مانندJGS1وجی‌جی‌اس۲امکان سفارشی‌سازی در شفافیت نوری را فراهم می‌کند و آنها را برای توان بالا و روشنایی بالا ایده‌آل می‌سازد.ال‌ای‌دی‌های آبی/سبزولیزرهای فرابنفش.
فوتونیک:
ویفرهای GaN-on-glass برای موارد زیر ایده‌آل هستند:آشکارسازهای نوری, مدارهای مجتمع فوتونیکی (PIC)، وحسگرهای نوریخواص عالی انتقال نور و پایداری بالای آنها در کاربردهای فرکانس بالا، آنها را برای موارد زیر مناسب می‌کند:ارتباطاتوفناوری‌های حسگر.
الکترونیک قدرت:
به دلیل شکاف نواری وسیع و ولتاژ شکست بالا، ویفرهای GaN-روی-شیشه در موارد زیر استفاده می‌شوند:ترانزیستورهای پرقدرتوتبدیل توان فرکانس بالاتوانایی GaN در مدیریت ولتاژهای بالا و اتلاف حرارتی، آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:تقویت‌کننده‌های توان, ترانزیستورهای قدرت RF، والکترونیک قدرتدر کاربردهای صنعتی و مصرفی.
کاربردهای فرکانس بالا:
ویفرهای GaN روی شیشه، خواص عالی از خود نشان می‌دهندتحرک الکترونو می‌توانند با سرعت سوئیچینگ بالا کار کنند، که آنها را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:دستگاه‌های قدرت فرکانس بالا, دستگاه‌های مایکروویو، وتقویت‌کننده‌های RFاینها اجزای حیاتی درسیستم‌های ارتباطی 5G, سیستم‌های راداری، وارتباطات ماهواره‌ای.
کاربردهای خودرو:
ویفرهای GaN-روی-شیشه همچنین در سیستم‌های قدرت خودرو، به‌ویژه در ...، استفاده می‌شوند.شارژرهای روی برد (OBC)ومبدل‌های DC-DCبرای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs). توانایی ویفرها در تحمل دما و ولتاژ بالا، امکان استفاده از آنها را در الکترونیک قدرت برای EVs فراهم می‌کند و راندمان و قابلیت اطمینان بیشتری را ارائه می‌دهد.
تجهیزات پزشکی:
خواص GaN همچنین آن را به ماده‌ای جذاب برای استفاده در ... تبدیل می‌کند.تصویربرداری پزشکیوحسگرهای زیست‌پزشکیتوانایی آن در کار در ولتاژهای بالا و مقاومت آن در برابر تابش، آن را برای کاربردهای زیر ایده‌آل می‌کند:تجهیزات تشخیصیولیزرهای پزشکی.
پرسش و پاسخ
سوال ۱: چرا GaN-on-glass در مقایسه با GaN-on-Silicon یا GaN-on-Sapphire گزینه خوبی است؟
الف۱:گالیم نیترید روی شیشه مزایای متعددی دارد، از جملهمقرون به صرفه بودنومدیریت حرارتی بهتردر حالی که GaN-on-Silicon و GaN-on-Sapphire عملکرد عالی ارائه می‌دهند، زیرلایه‌های شیشه‌ای ارزان‌تر، در دسترس‌تر و از نظر خواص نوری و مکانیکی قابل تنظیم هستند. علاوه بر این، ویفرهای GaN-on-glass عملکرد عالی در هر دو زمینه ارائه می‌دهند.نوریوکاربردهای الکترونیکی توان بالا.
Q2: تفاوت بین گزینه‌های شیشه JGS1، JGS2، BF33 و کوارتز معمولی چیست؟
الف۲:
- JGS1وجی‌جی‌اس۲زیرلایه‌های شیشه‌ای نوری با کیفیت بالا هستند که به خاطر خواصشان شناخته شده‌اندشفافیت نوری بالاوانبساط حرارتی کمکه آنها را برای دستگاه‌های فوتونیک و اپتوالکترونیکی ایده‌آل می‌کند.
- بی اف ۳۳پیشنهادات شیشه ایضریب شکست بالاترو برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد نوری پیشرفته دارند، مانند موارد زیر ایده‌آل است:دیودهای لیزری.
- کوارتز معمولیبالا فراهم می‌کندپایداری حرارتیومقاومت در برابر تابش، و آن را برای کاربردهای دمای بالا و محیط‌های خشن مناسب می‌سازد.
س ۳: آیا می‌توانم مقاومت ویژه و نوع آلایش ویفرهای GaN-on-glass را سفارشی‌سازی کنم؟
الف۳:بله، ما ارائه می‌دهیممقاومت قابل تنظیموانواع دوپینگ(نوع N یا نوع P) برای ویفرهای GaN روی شیشه. این انعطاف‌پذیری به ویفرها اجازه می‌دهد تا برای کاربردهای خاص، از جمله دستگاه‌های قدرت، LEDها و سیستم‌های فوتونی، متناسب شوند.
سوال ۴: کاربردهای معمول GaN-on-glass در اپتوالکترونیک چیست؟
الف۴:در اپتوالکترونیک، ویفرهای GaN-روی-شیشه معمولاً برای موارد زیر استفاده می‌شوند:ال‌ای‌دی‌های آبی و سبز, لیزرهای فرابنفش، وآشکارسازهای نوریخواص نوری قابل تنظیم شیشه، امکان ساخت دستگاه‌هایی با دقت بالا را فراهم می‌کند.انتقال نور، آنها را برای کاربردهایی در موارد زیر ایده‌آل می‌کندفناوری‌های نمایش, نورپردازی، وسیستم‌های ارتباط نوری.
سوال ۵: عملکرد GaN-on-glass در کاربردهای فرکانس بالا چگونه است؟
A5:ویفرهای GaN روی شیشه ارائه می‌دهندتحرک الکترونی عالی، به آنها اجازه می دهد عملکرد خوبی داشته باشندکاربردهای فرکانس بالامانندتقویت‌کننده‌های RF, دستگاه‌های مایکروویو، وسیستم‌های ارتباطی 5Gولتاژ شکست بالا و تلفات سوئیچینگ پایین آنها را برای موارد زیر مناسب می‌کند:دستگاه‌های RF با توان بالا.
Q6: ولتاژ شکست معمول ویفرهای GaN-on-glass چقدر است؟
الف۶:ویفرهای GaN روی شیشه معمولاً از ولتاژهای شکست تا ... پشتیبانی می‌کنند.۱۲۰۰ ولت، آنها را مناسب برایپرقدرتوولتاژ بالاکاربردها. شکاف باند وسیع آنها به آنها اجازه می‌دهد تا ولتاژهای بالاتری را نسبت به مواد نیمه‌هادی مرسوم مانند سیلیکون تحمل کنند.
سوال ۷: آیا می‌توان از ویفرهای GaN-on-glass در کاربردهای خودرو استفاده کرد؟
الف۷:بله، ویفرهای GaN-on-glass در موارد زیر استفاده می‌شوند:الکترونیک قدرت خودرو، از جملهمبدل‌های DC-DCوشارژرهای روی برد(OBCها) برای وسایل نقلیه الکتریکی. توانایی آنها در کار در دماهای بالا و تحمل ولتاژهای بالا، آنها را برای این کاربردهای دشوار ایده‌آل می‌کند.
نتیجه‌گیری
ویفرهای ۴ اینچی GaN روی شیشه ما، یک راه‌حل منحصر به فرد و قابل تنظیم برای کاربردهای متنوع در الکترونیک نوری، الکترونیک قدرت و فوتونیک ارائه می‌دهند. این ویفرها با گزینه‌های زیرلایه شیشه‌ای مانند JGS1، JGS2، BF33 و کوارتز معمولی، تطبیق‌پذیری را در خواص مکانیکی و نوری ارائه می‌دهند و راه‌حل‌های سفارشی را برای دستگاه‌های توان بالا و فرکانس بالا امکان‌پذیر می‌سازند. چه برای LEDها، دیودهای لیزری یا کاربردهای RF، ویفرهای GaN روی شیشه
نمودار تفصیلی
