गॅलियम नायट्राइड एपिटॅक्सियल वेफर्स: फॅब्रिकेशन प्रक्रियेचा परिचय

गॅलियम नायट्राइड (GaN)एपिटॅक्सियल वेफरवाढ ही एक जटिल प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये अनेकदा द्वि-चरण पद्धतीचा वापर केला जातो. या पद्धतीमध्ये उच्च-तापमान बेकिंग, बफर लेयरची वाढ, पुनर्स्थापना आणि ॲनिलिंग यासह अनेक गंभीर टप्प्यांचा समावेश आहे. या अवस्थेत तपमानावर बारकाईने नियंत्रण ठेवून, दोन-चरण वाढीची पद्धत प्रभावीपणे जाळीच्या विसंगतीमुळे किंवा तणावामुळे होणारे वेफर वारिंगला प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे ती मुख्य फॅब्रिकेशन पद्धत बनते.GaN एपिटॅक्सियल वेफर्सजागतिक स्तरावर

1. समजून घेणेएपिटॅक्सियल वेफर्स

अएपिटॅक्सियल वेफरएकल-क्रिस्टल सब्सट्रेटचा समावेश आहे ज्यावर नवीन एकल-क्रिस्टल थर वाढला आहे. हा एपिटॅक्सियल लेयर अंतिम उपकरणाच्या कार्यक्षमतेच्या अंदाजे 70% निर्धारित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतो, ज्यामुळे सेमीकंडक्टर चिप उत्पादनात हा एक महत्त्वाचा कच्चा माल बनतो.

सेमीकंडक्टर उद्योग साखळीमध्ये अपस्ट्रीम स्थानावर,एपिटॅक्सियल वेफर्ससंपूर्ण सेमीकंडक्टर उत्पादन उद्योगाला आधार देणारा मूलभूत घटक म्हणून काम करते. सब्सट्रेट मटेरिअलवर एपिटॅक्सियल लेयर जमा करण्यासाठी आणि वाढवण्यासाठी उत्पादक रासायनिक वाफ डिपॉझिशन (CVD) आणि मॉलिक्युलर बीम एपिटॅक्सी (MBE) सारख्या प्रगत तंत्रज्ञानाचा वापर करतात. या वेफर्स नंतर अर्धसंवाहक वेफर्स बनण्यासाठी फोटोलिथोग्राफी, पातळ फिल्म डिपॉझिशन आणि एचिंगद्वारे पुढील प्रक्रिया करतात. त्यानंतर, यावेफर्सवैयक्तिक डाईजमध्ये कापले जातात, जे नंतर पॅकेज केले जातात आणि अंतिम एकात्मिक सर्किट्स (ICs) तयार करण्यासाठी तपासले जातात. संपूर्ण चिप उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान, अंतिम उत्पादन सर्व वैशिष्ट्ये आणि कार्यप्रदर्शन आवश्यकता पूर्ण करते याची खात्री करण्यासाठी चिप डिझाइन टप्प्याशी सतत संवाद साधणे महत्त्वपूर्ण आहे.

2. GaN चे अर्जएपिटॅक्सियल वेफर्स

GaN चे अंगभूत गुणधर्म बनवतातGaN एपिटॅक्सियल वेफर्सउच्च शक्ती, उच्च वारंवारता आणि मध्यम ते कमी व्होल्टेज ऑपरेशन आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी विशेषतः योग्य. काही प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

उच्च ब्रेकडाउन व्होल्टेज: GaN चा विस्तृत बँडगॅप उपकरणांना पारंपारिक सिलिकॉन किंवा गॅलियम आर्सेनाइड समकक्षांच्या तुलनेत उच्च व्होल्टेजचा सामना करण्यास सक्षम करते. हे वैशिष्ट्य 5G बेस स्टेशन्स आणि मिलिटरी रडार सिस्टीम सारख्या अनुप्रयोगांसाठी GaN आदर्श बनवते.

उच्च रूपांतरण कार्यक्षमता: GaN-आधारित पॉवर स्विचिंग उपकरणे सिलिकॉन उपकरणांच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या कमी ऑन-रेझिस्टन्स प्रदर्शित करतात, परिणामी स्विचिंगचे नुकसान कमी होते आणि ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारते.

उच्च औष्णिक चालकता: GaN ची उत्कृष्ट थर्मल चालकता कार्यक्षम उष्णतेचा अपव्यय करण्यास सक्षम करते, ज्यामुळे ते उच्च-शक्ती आणि उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनते.

उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ: GaN चे ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) शी तुलना करता येत असताना, सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग आणि लेटिस मॅच सारखे घटक सामान्यत: 650V खाली सुरक्षित ऑपरेटिंग व्होल्टेजसह, GaN उपकरणांची व्होल्टेज हाताळणी क्षमता सुमारे 1000V पर्यंत मर्यादित करतात.

3. GaN वर्गीकरणएपिटॅक्सियल वेफर्स

थर्ड-जनरेशन सेमीकंडक्टर सामग्री म्हणून, GaN उच्च-तापमान प्रतिरोध, उत्कृष्ट अनुकूलता, उच्च थर्मल चालकता आणि विस्तृत बँडगॅपसह असंख्य फायदे देते. यामुळे विविध उद्योगांमध्ये त्याचा व्यापक वापर झाला आहे.GaN एपिटॅक्सियल वेफर्सत्यांच्या सब्सट्रेट सामग्रीवर आधारित वर्गीकरण केले जाऊ शकते: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire आणि GaN-on-Silicon. यापैकी,GaN-ऑन-सिलिकॉन वेफर्सकमी उत्पादन खर्च आणि परिपक्व उत्पादन प्रक्रियेमुळे सध्या सर्वात जास्त वापरले जाते.**