GaN-auf-Diamant-Wafer, 4 Zoll, 6 Zoll, Gesamtdicke der Epitaxieschicht (µm) 0,6 ~ 2,5 oder kundenspezifisch für Hochfrequenzanwendungen
Eigenschaften
Wafergröße:
Erhältlich in Durchmessern von 4 Zoll und 6 Zoll für die vielseitige Integration in verschiedene Halbleiterfertigungsprozesse.
Je nach Kundenwunsch sind Anpassungsoptionen für die Wafergröße verfügbar.
Dicke der Epitaxialschicht:
Bereich: 0,6 µm bis 2,5 µm, mit Optionen für kundenspezifische Dicken basierend auf spezifischen Anwendungsanforderungen.
Die Epitaxieschicht ist so konzipiert, dass sie ein qualitativ hochwertiges Wachstum der GaN-Kristalle gewährleistet, wobei die Dicke optimiert ist, um Leistung, Frequenzgang und Wärmemanagement in Einklang zu bringen.
Wärmeleitfähigkeit:
Die Diamantschicht bietet eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von ca. 2000-2200 W/m·K und gewährleistet so eine effiziente Wärmeableitung von Hochleistungsgeräten.
GaN-Materialeigenschaften:
Breiter Bandabstand: Die GaN-Schicht profitiert von einem breiten Bandabstand (~3,4 eV), der den Betrieb unter rauen Umgebungsbedingungen, hohen Spannungen und hohen Temperaturen ermöglicht.
Elektronenmobilität: Hohe Elektronenmobilität (ca. 2000 cm²/V·s), was zu schnelleren Schaltvorgängen und höheren Betriebsfrequenzen führt.
Hohe Durchbruchspannung: Die Durchbruchspannung von GaN ist viel höher als die herkömmlicher Halbleitermaterialien, wodurch es sich für energieintensive Anwendungen eignet.
Elektrische Leistung:
Hohe Leistungsdichte: GaN-auf-Diamant-Wafer ermöglichen eine hohe Ausgangsleistung bei gleichzeitig kleinem Formfaktor und eignen sich daher perfekt für Leistungsverstärker und HF-Systeme.
Geringe Verluste: Die Kombination aus der Effizienz von GaN und der Wärmeableitung von Diamant führt zu geringeren Leistungsverlusten im Betrieb.
Oberflächenqualität:
Hochwertiges epitaktisches Wachstum: Die GaN-Schicht wird epitaktisch auf dem Diamantsubstrat gewachsen, wodurch eine minimale Versetzungsdichte, eine hohe Kristallqualität und eine optimale Bauteilleistung gewährleistet werden.
Gleichmäßigkeit:
Gleichmäßigkeit von Dicke und Zusammensetzung: Sowohl die GaN-Schicht als auch das Diamantsubstrat weisen eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit auf, die für eine gleichbleibende Leistung und Zuverlässigkeit des Bauelements entscheidend ist.
Chemische Stabilität:
Sowohl GaN als auch Diamant bieten eine außergewöhnliche chemische Stabilität, wodurch diese Wafer auch in rauen chemischen Umgebungen zuverlässig funktionieren.
Anwendungen
HF-Leistungsverstärker:
GaN-auf-Diamant-Wafer eignen sich ideal für HF-Leistungsverstärker in der Telekommunikation, Radarsystemen und Satellitenkommunikation und bieten sowohl hohe Effizienz als auch Zuverlässigkeit bei hohen Frequenzen (z. B. 2 GHz bis 20 GHz und darüber hinaus).
Mikrowellenkommunikation:
Diese Wafer eignen sich hervorragend für Mikrowellenkommunikationssysteme, bei denen eine hohe Ausgangsleistung und minimale Signalverschlechterung von entscheidender Bedeutung sind.
Radar- und Sensortechnologien:
GaN-auf-Diamant-Wafer werden in Radarsystemen weit verbreitet eingesetzt und bieten eine robuste Leistung bei Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen, insbesondere in den Bereichen Militär, Automobil und Luft- und Raumfahrt.
Satellitensysteme:
In Satellitenkommunikationssystemen gewährleisten diese Wafer die Langlebigkeit und hohe Leistungsfähigkeit von Leistungsverstärkern, die auch unter extremen Umgebungsbedingungen funktionieren können.
Hochleistungselektronik:
Die Wärmemanagementfähigkeiten von GaN-auf-Diamant machen sie geeignet für Hochleistungselektronik, wie z. B. Leistungswandler, Wechselrichter und Halbleiterrelais.
Wärmemanagementsysteme:
Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Diamant können diese Wafer in Anwendungen eingesetzt werden, die ein robustes Wärmemanagement erfordern, wie beispielsweise Hochleistungs-LED- und Lasersysteme.
Fragen und Antworten zu GaN-auf-Diamant-Wafern
Frage 1: Welchen Vorteil bietet die Verwendung von GaN-auf-Diamant-Wafern bei Hochfrequenzanwendungen?
A1:GaN-auf-Diamant-Wafer vereinen die hohe Elektronenmobilität und die große Bandlücke von GaN mit der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit von Diamant. Dadurch können Hochfrequenzbauelemente mit höheren Leistungspegeln betrieben werden, während gleichzeitig die Wärme effektiv abgeführt wird. Dies gewährleistet im Vergleich zu herkömmlichen Materialien eine höhere Effizienz und Zuverlässigkeit.
Frage 2: Können GaN-auf-Diamant-Wafer an spezifische Leistungs- und Frequenzanforderungen angepasst werden?
A2:Ja, GaN-auf-Diamant-Wafer bieten anpassbare Optionen, darunter die Dicke der Epitaxieschicht (0,6 µm bis 2,5 µm), die Wafergröße (4 Zoll, 6 Zoll) und andere Parameter, die auf spezifischen Anwendungsanforderungen basieren, und bieten so Flexibilität für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen.
Frage 3: Was sind die wichtigsten Vorteile von Diamant als Substrat für GaN?
A3:Die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant (bis zu 2200 W/m·K) trägt zur effizienten Wärmeableitung von Hochleistungs-GaN-Bauelementen bei. Dank dieser Wärmemanagement-Eigenschaften können GaN-auf-Diamant-Bauelemente mit höheren Leistungsdichten und Frequenzen betrieben werden, was eine verbesserte Leistung und längere Lebensdauer der Bauelemente gewährleistet.
Frage 4: Sind GaN-auf-Diamant-Wafer für Anwendungen in der Raumfahrt oder Luft- und Raumfahrt geeignet?
A4:Ja, GaN-auf-Diamant-Wafer eignen sich aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit, ihrer Fähigkeit zum Wärmemanagement und ihrer Leistungsfähigkeit unter extremen Bedingungen, wie z. B. hoher Strahlung, Temperaturschwankungen und Hochfrequenzbetrieb, hervorragend für Anwendungen in der Raumfahrt und Luft- und Raumfahrt.
Frage 5: Wie hoch ist die zu erwartende Lebensdauer von Bauelementen, die aus GaN-auf-Diamant-Wafern hergestellt werden?
A5:Die Kombination aus der inhärenten Langlebigkeit von Galliumnitrid (GaN) und den außergewöhnlichen Wärmeableitungseigenschaften von Diamant führt zu einer langen Lebensdauer der Bauelemente. GaN-auf-Diamant-Bauelemente sind für den Betrieb unter rauen Umgebungsbedingungen und hohen Leistungsanforderungen mit minimalem Leistungsabfall im Laufe der Zeit ausgelegt.
Frage 6: Wie beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit von Diamant die Gesamtleistung von GaN-auf-Diamant-Wafern?
A6:Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant spielt eine entscheidende Rolle bei der Leistungssteigerung von GaN-auf-Diamant-Wafern, indem sie die in Hochleistungsanwendungen entstehende Wärme effizient abführt. Dies gewährleistet, dass die GaN-Bauelemente eine optimale Leistung beibehalten, thermische Spannungen reduzieren und Überhitzung vermeiden, ein häufiges Problem bei herkömmlichen Halbleiterbauelementen.
Frage 7: Was sind typische Anwendungsgebiete, in denen GaN-auf-Diamant-Wafer anderen Halbleitermaterialien überlegen sind?
A7:GaN-auf-Diamant-Wafer übertreffen andere Materialien in Anwendungen, die hohe Belastbarkeit, Hochfrequenzbetrieb und effizientes Wärmemanagement erfordern. Dazu gehören HF-Leistungsverstärker, Radarsysteme, Mikrowellenkommunikation, Satellitenkommunikation und andere Hochleistungselektronik.
Abschluss
GaN-auf-Diamant-Wafer bieten eine einzigartige Lösung für Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen, indem sie die hohe Leistungsfähigkeit von GaN mit den herausragenden thermischen Eigenschaften von Diamant kombinieren. Dank anpassbarer Eigenschaften sind sie auf die Bedürfnisse von Branchen zugeschnitten, die eine effiziente Stromversorgung, ein effektives Wärmemanagement und einen Hochfrequenzbetrieb erfordern. So gewährleisten sie Zuverlässigkeit und Langlebigkeit auch unter anspruchsvollen Bedingungen.
Detailliertes Diagramm
