GaN-auf-Diamant-Wafer 4 Zoll 6 Zoll Gesamtepi-Dicke (Mikron) 0,6 ~ 2,5 oder kundenspezifisch für Hochfrequenzanwendungen
Eigenschaften
Wafergröße:
Erhältlich in 4-Zoll- und 6-Zoll-Durchmessern für die vielseitige Integration in verschiedene Halbleiterherstellungsprozesse.
Je nach Kundenanforderungen sind Anpassungsoptionen für die Wafergröße verfügbar.
Dicke der epitaktischen Schicht:
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 GaN-Kristallwachstum gewährleistet, mit optimierter Dicke, um Leistung, Frequenzgang und Wärmemanagement auszugleichen.
Wärmeleitfähigkeit:
Die Diamantschicht bietet eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von etwa 2000–2200 W/m·K und gewährleistet so eine effiziente Wärmeableitung von Hochleistungsgeräten.
GaN-Materialeigenschaften:
Große Bandlücke: Die GaN-Schicht profitiert von einer großen Bandlücke (~3,4 eV), die den Betrieb in rauen Umgebungen sowie bei hohen Spannungen und Temperaturen ermöglicht.
Elektronenmobilität: Hohe Elektronenmobilität (ca. 2000 cm²/V·s), was zu schnellerem Schalten und höheren Betriebsfrequenzen führt.
Hohe Durchbruchspannung: Die Durchbruchspannung von GaN ist viel höher als bei herkömmlichen Halbleitermaterialien, sodass es sich für stromintensive Anwendungen eignet.
Elektrische Leistung:
Hohe Leistungsdichte: GaN-auf-Diamant-Wafer ermöglichen eine hohe Leistungsabgabe bei gleichzeitig kleinem Formfaktor, perfekt für Leistungsverstärker und HF-Systeme.
Geringe Verluste: Die Kombination aus der Effizienz von GaN und der Wärmeableitung von Diamant führt zu geringeren Leistungsverlusten während des Betriebs.
Oberflächenqualität:
Hochwertiges epitaktisches Wachstum: Die GaN-Schicht wird epitaktisch auf dem Diamantsubstrat aufgewachsen, wodurch eine minimale Versetzungsdichte, eine hohe Kristallqualität und eine optimale Geräteleistung gewährleistet werden.
Gleichmäßigkeit:
Gleichmäßigkeit von Dicke und Zusammensetzung: Sowohl die GaN-Schicht als auch das Diamantsubstrat weisen eine hervorragende Gleichmäßigkeit auf, die für eine gleichbleibende Leistung und Zuverlässigkeit des Geräts entscheidend ist.
Chemische Stabilität:
Sowohl GaN als auch Diamant bieten eine außergewöhnliche chemische Stabilität, sodass 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, da sie sowohl hohe Effizienz als auch Zuverlässigkeit bei hohen Frequenzen (z. B. 2 GHz bis 20 GHz und darüber hinaus) bieten.
Mikrowellenkommunikation:
Diese Wafer eignen sich hervorragend für Mikrowellenkommunikationssysteme, bei denen eine hohe Ausgangsleistung und eine minimale Signalverschlechterung entscheidend sind.
Radar- und Sensortechnologien:
GaN-auf-Diamant-Wafer werden häufig in Radarsystemen verwendet und bieten eine robuste Leistung bei Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen, insbesondere im Militär-, Automobil- und Luft- und Raumfahrtsektor.
Satellitensysteme:
In Satellitenkommunikationssystemen gewährleisten diese Wafer die Haltbarkeit und hohe Leistung von Leistungsverstärkern, die auch unter extremen Umgebungsbedingungen betrieben werden können.
Hochleistungselektronik:
Aufgrund der Wärmemanagementfähigkeiten von GaN-on-Diamond eignen sie sich für Hochleistungselektronik wie Stromrichter, 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
F1: Was ist der Vorteil der Verwendung von GaN-auf-Diamant-Wafern in Hochfrequenzanwendungen?
A1:GaN-auf-Diamant-Wafer kombinieren die hohe Elektronenbeweglichkeit und die große Bandlücke von GaN mit der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit von Diamant. Dies ermöglicht den Betrieb von Hochfrequenzgeräten mit höherer Leistung bei gleichzeitig effektiver Wärmeableitung und sorgt so für mehr Effizienz und Zuverlässigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Materialien.
F2: Können GaN-auf-Diamant-Wafer an spezifische Leistungs- und Frequenzanforderungen angepasst werden?
A2:Ja, GaN-auf-Diamant-Wafer bieten anpassbare Optionen, einschließlich der Dicke der epitaktischen Schicht (0,6 µm bis 2,5 µm), der Wafergröße (4 Zoll, 6 Zoll) und anderer Parameter basierend auf den spezifischen Anwendungsanforderungen, wodurch Flexibilität für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen geboten wird.
F3: Was sind die Hauptvorteile von Diamant als Substrat für GaN?
A3:Die extreme Wärmeleitfähigkeit von Diamanten (bis zu 2200 W/m·K) trägt zur effizienten Ableitung der von Hochleistungs-GaN-Bauelementen erzeugten Wärme bei. Diese Wärmemanagementfähigkeit ermöglicht den Betrieb von GaN-auf-Diamant-Bauelementen mit höheren Leistungsdichten und Frequenzen und sorgt so für eine verbesserte Geräteleistung und Langlebigkeit.
F4: Sind GaN-auf-Diamant-Wafer für Anwendungen in der Weltraum- oder Luft- und Raumfahrt geeignet?
A4:Ja, GaN-auf-Diamant-Wafer eignen sich aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit, ihrer Wärmemanagementfähigkeiten und ihrer Leistung unter extremen Bedingungen wie hoher Strahlung, Temperaturschwankungen und Hochfrequenzbetrieb gut für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.
F5: Wie hoch ist die voraussichtliche Lebensdauer von Geräten aus GaN-auf-Diamant-Wafern?
A5:Die Kombination aus der inhärenten Haltbarkeit von GaN und den außergewöhnlichen Wärmeableitungseigenschaften von Diamant führt zu einer langen Lebensdauer der Geräte. GaN-auf-Diamant-Geräte sind für den Betrieb in rauen Umgebungen und bei hoher Leistung mit minimaler Verschlechterung im Laufe der Zeit ausgelegt.
F6: Wie wirkt sich die Wärmeleitfähigkeit von Diamant auf die Gesamtleistung von GaN-auf-Diamant-Wafern aus?
A6:Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant spielt eine entscheidende Rolle bei der Leistungssteigerung von GaN-auf-Diamant-Wafern, da sie die bei Hochleistungsanwendungen entstehende Wärme effizient ableitet. Dies gewährleistet eine optimale Leistung der GaN-Bauelemente, reduziert thermische Belastungen und verhindert Überhitzung, die bei herkömmlichen Halbleiterbauelementen häufig auftritt.
F7: Was sind die typischen Anwendungen, bei denen GaN-auf-Diamant-Wafer andere Halbleitermaterialien übertreffen?
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 und kombinieren die hohe Leistung von GaN mit den außergewöhnlichen thermischen Eigenschaften von Diamant. Mit anpassbaren Funktionen erfüllen sie die Anforderungen von Branchen, die eine effiziente Stromversorgung, Wärmemanagement und Hochfrequenzbetrieb erfordern, und gewährleisten Zuverlässigkeit und Langlebigkeit in anspruchsvollen Umgebungen.
Detailliertes Diagramm
