Laser Çizim Teknolojisi Kullanarak Dikey MOSFET'lerin Maliyetini Azaltmak-- GaN WAFER

GaN Dikey MOSFET'ler, anahtar bir metrik olan kanal hareketliliği açısından benzer SiC cihazlarını aşan elektrikli araçlar için umut verici güç cihazlarıdır.Yerel substratların yüksek maliyeti ticari başarılarını engelledi.

Bu sorunu çözmek için, çeşitli ekipler GaN substrat geri dönüşüm teknolojilerini araştırıyor.Nagoya Üniversitesi, ve Hamamatsu bu yöntemin başarısının en kapsamlı gösterisini gerçekleştirdiğini iddia etti.

Mirise ekibinin sözcüsü Takashi Ishida'ya göre, GaN substrat geri dönüşümüyle ilgili önceki raporlar sürecin bazı bölümlerini değerlendirmekle sınırlıydı."Dönüştürülmüş levhalardan üretilen cihazların özelliklerini değerlendirmek çok önemlidir.Gazetemiz bu sonuçları rapor eden ilk makaledir".

Ishida, sonuçlarının cesaretlendirici olmasına rağmen, bu sürecin endüstriyel ölçekte uygulanabilmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu ekliyor.Üretim maliyetlerini azaltmak için GaN substratlarının birden fazla kez geri dönüştürülmesi gerektiğinden, çok sayıda geri dönüşüm turundan sonra substratlarda yetiştirilen cihazların olumsuz etkilenmediğini göstermek gerekir.

Şekilde gösterildiği gibi, Japon işbirliği ekibinin geri dönüşüm süreci, cihazları substrattan ayırmak için 532 nm lazer kullanmayı içerir.Bu ışık kaynağı N yüzünden substratı ışıldatır., ve odak düzleminde iki foton emişi ile substrat metal galyum ve azota ayrılır.

Ayrıldıktan sonra, yongaların N yüzü pürüzsüz bir yüzey elde etmek için cilalanır, ardından metal çöküşü ve ambalajlama yapılır.

Serbest bırakılan substratın Ga-yüzü önce cilalanır, daha sonra atom seviyesinde düzlük elde etmek için kimyasal olarak mekanik olarak cilalanır ve daha sonra yaklaşık 90 μm kalınlığında bir GaN katmanı yatırmak için HVPE kullanılır.Takıma göre, bu ek kimyasal mekanik cilalama adımından sonra, GaN substratı yeni gibi görünür.

Araştırma ekibi, işlemlerini değerlendirmek için aynı levha üzerinde üretilen yan MOSFET'lerin ve dikey p-n diyotların performansını ölçtü.Her iki cihaz türü de MOCVD işlemiyle üretilen epitaksyal levhalardan oluşmuştur.: önce, 1 x 10^17 cm^-3'te dopedilen 4 μm kalınlığında n tipi GaN tabakası, ardından 5 x 10^17 cm^-3'te dopedilen 2 μm kalınlığında p tipi GaN tabakası.

Çalışma öncelikle GaN substratını dizing etmeden önce ve sonra her iki cihaz türünün performansını değerlendirdi.Farklı kapı voltajlarında MOSFET drenaj akımı ve kapı akımı ve farklı ters yanılsama değerlerinde diyot ters akımın grafikleri, lazer dizeleme nedeniyle önemli değişiklikler göstermediBu, araştırma ekibinin cihazların dişli işleminden "az etkilendiği" sonucuna varmasına yol açtı.Lazer kaynağının ısıtılması ve ayrım aşamasıyla ilgili gerginlikler bir etkiye sahip olabilir..

Takashi Ishida ve meslektaşları bu ölçümleri geri dönüştürülmüş substratlar kullanarak üretilen yan MOSFET'lerin ve dikey p-n diyotların ölçümleriyle karşılaştırdılar.yan MOSFET'ler için kapı sızdırma akımı farkı ile, kapı yalıtıcısının kalitesindeki değişikliklere bağlıdır.

Araştırma ekibine göre, bulguları, cihazların performansının GaN geri dönüşüm işleminden sonra önemli ölçüde bozulmadığını göstermektedir.

Takashi Ishida, cihaz üretim maliyetlerini daha rekabetçi hale getirmek için GaN substratlarını geri dönüştürmenin yanı sıra, boyutlarını artırmanın gerekli olduğunu belirtmektedir.Araştırma ekibi, daha büyük GaN substratları kullanarak geri dönüşüm sürecini göstermek istiyor..

Bu, GaN substratlarının avantajlarını vurgular.

• Yüksek Boşaltma Voltajı: GaN substratları yüksek voltajlara dayanabilir, bu da onları yüksek güçli uygulamalar için idealdir.
• Yüksek Elektron Hareketliliği: GaN substratları, daha hızlı anahtarlama hızlarına ve daha yüksek verimliliğe katkıda bulunan yüksek elektron hareketliliğine sahiptir.
• Geniş Bandgap: GaN geniş bir bant boşluğuna sahiptir, bu da cihazların silikon tabanlı cihazlara kıyasla daha yüksek sıcaklıklarda ve voltajlarda çalışmasına izin verir.
• Yüksek ısı iletkenliği: GaN substratları, verimli ısı dağılımına yardımcı olan ve cihaz güvenilirliğini artıran üstün ısı iletkenliğine sahiptir.
• Düşük Direnç: GaN substratları üzerine inşa edilen cihazlar tipik olarak daha düşük on-resistance'a sahiptir, bu da daha düşük iletkenlik kayıplarına ve genel performansın iyileştirilmesine yol açar.
• Yüksek Frekans Kapasitesi: GaN substratları RF ve mikrodalga iletişim de dahil olmak üzere yüksek frekanslı uygulamalara uygundur.
• Sağlamlık: GaN cihazları daha dayanıklıdır ve sert çevresel koşullara dayanabilir, bu da onları zorlu uygulamalar için uygundur.
• Büyüklüğü ve Ağırlığı Azaldı: GaN tabanlı cihazlar, yer ve ağırlığın kritik olduğu uygulamalarda yararlı olan silikon eşlerinden daha küçük ve daha hafif olabilir.
• Verimliliğin Artması: GaN'in özgün özellikleri, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji sistemleri gibi uygulamalar için çok önemli olan güç dönüşümünde verimliliğin arttırılmasına yol açar.
• Yüksek Sıcaklıklı Çevredeki Gelişmiş Performans: GaN substratları, verimliliğini ve güvenilirliğini koruyarak yüksek sıcaklıklı ortamlarda iyi performans gösterir.
• Maliyet Kısıtlama Potansiyeli: GaN substratları için geri dönüşüm ve üretim süreçleri iyileştikçe, maliyet azaltılabilir ve GaN tabanlı cihazlar ticari olarak daha uygulanabilir hale gelir.
• Gelişmiş Üretim Teknikleriyle Uyumluluk: GaN substratları, cihaz performansını daha da artırmak ve üretim maliyetlerini azaltmak için lazer dişileme gibi gelişmiş üretim teknikleriyle entegre edilebilir.

GaN sağlayabiliriz.

GaN Gallium Nitride Wafer Yüksek Elektron Hareketliliği RF Aygıtları Optoelektronik Ve LED'ler (daha fazla bilgi için resme tıklayın)

Gallium Nitride (GaN) levhaları, eşsiz malzeme özellikleri nedeniyle çeşitli endüstrilerde kilit bir teknoloji olarak ortaya çıktı.ve olağanüstü termal kararlılıkBu özet GaN levhalarının çok yönlü uygulamalarını araştırıyor.5G iletişimini güçlendirmekten LED'leri aydınlatmaya ve güneş enerjisi sistemlerini geliştirmeyeGaN'in yüksek performans özellikleri, otomotiv elektroniği, havacılık, elektrik ve elektrik gibi sektörleri etkileyen kompakt ve verimli elektronik cihazların geliştirilmesinde temel taşı haline getirir.ve yenilenebilir enerjiTeknolojik inovasyonun itici gücü olarak, GaN levhaları, modern elektronik ve iletişim sistemlerinin manzarasını şekillendiren çeşitli endüstrilerde olasılıkları yeniden tanımlamaya devam ediyor.