గాలియం నైట్రైడ్ ఎపిటాక్సియల్ పొరలు: ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియకు ఒక పరిచయం

గాలియం నైట్రైడ్ (GaN)ఎపిటాక్సియల్ పొరపెరుగుదల అనేది ఒక సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ, తరచుగా రెండు-దశల పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది. ఈ పద్ధతిలో అధిక-ఉష్ణోగ్రత బేకింగ్, బఫర్ లేయర్ పెరుగుదల, రీక్రిస్టలైజేషన్ మరియు ఎనియలింగ్ వంటి అనేక క్లిష్టమైన దశలు ఉంటాయి. ఈ దశల్లో ఉష్ణోగ్రతను నిశితంగా నియంత్రించడం ద్వారా, రెండు-దశల వృద్ధి పద్ధతి లాటిస్ అసమతుల్యత లేదా ఒత్తిడి వల్ల ఏర్పడే పొర వార్పింగ్‌ను సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది, ఇది ప్రధానమైన ఫాబ్రికేషన్ పద్ధతిగా చేస్తుంది.GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరలుప్రపంచవ్యాప్తంగా.

1. అవగాహనఎపిటాక్సియల్ పొరలు

ఒకఎపిటాక్సియల్ పొరసింగిల్-క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను కలిగి ఉంటుంది, దానిపై కొత్త సింగిల్-క్రిస్టల్ పొర పెరుగుతుంది. ఈ ఎపిటాక్సియల్ పొర తుది పరికరం యొక్క పనితీరులో సుమారు 70%ని నిర్ణయించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది సెమీకండక్టర్ చిప్ తయారీలో కీలకమైన ముడి పదార్థంగా మారుతుంది.

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ గొలుసులో అప్‌స్ట్రీమ్‌లో ఉంచబడింది,ఎపిటాక్సియల్ పొరలుమొత్తం సెమీకండక్టర్ తయారీ పరిశ్రమకు మద్దతునిస్తూ, పునాది భాగం వలె పనిచేస్తుంది. తయారీదారులు రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) మరియు మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (MBE) వంటి అధునాతన సాంకేతికతలను సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్‌పై ఎపిటాక్సియల్ పొరను డిపాజిట్ చేయడానికి మరియు పెంచడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ పొరలు సెమీకండక్టర్ పొరలుగా మారడానికి ఫోటోలిథోగ్రఫీ, థిన్ ఫిల్మ్ డిపాజిషన్ మరియు ఎచింగ్ ద్వారా తదుపరి ప్రాసెసింగ్‌కు లోనవుతాయి. తదనంతరం, ఇవిపొరలువ్యక్తిగత డైస్‌లుగా విభజించబడ్డాయి, ఆపై ప్యాక్ చేయబడి, తుది ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను (ICలు) రూపొందించడానికి పరీక్షించబడతాయి. మొత్తం చిప్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, తుది ఉత్పత్తి అన్ని లక్షణాలు మరియు పనితీరు అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా చిప్ డిజైన్ దశతో స్థిరమైన పరస్పర చర్య కీలకం.

2. GaN యొక్క అప్లికేషన్లుఎపిటాక్సియల్ పొరలు

GaN యొక్క స్వాభావిక లక్షణాలు చేస్తాయిGaN ఎపిటాక్సియల్ పొరలుఅధిక శక్తి, అధిక పౌనఃపున్యం మరియు మీడియం నుండి తక్కువ వోల్టేజ్ ఆపరేషన్ అవసరమయ్యే అప్లికేషన్‌లకు ప్రత్యేకించి బాగా సరిపోతుంది. కొన్ని కీలకమైన అప్లికేషన్ ప్రాంతాలు:

అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్: సాంప్రదాయ సిలికాన్ లేదా గాలియం ఆర్సెనైడ్ కౌంటర్‌పార్ట్‌లతో పోలిస్తే అధిక వోల్టేజ్‌లను తట్టుకునేలా GaN యొక్క విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ పరికరాలను అనుమతిస్తుంది. ఈ లక్షణం 5G బేస్ స్టేషన్‌లు మరియు మిలిటరీ రాడార్ సిస్టమ్‌ల వంటి అప్లికేషన్‌లకు GaNని ఆదర్శంగా చేస్తుంది.

అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం: సిలికాన్ పరికరాలతో పోలిస్తే GaN-ఆధారిత పవర్ స్విచింగ్ పరికరాలు గణనీయంగా తక్కువ ఆన్-రెసిస్టెన్స్‌ను ప్రదర్శిస్తాయి, ఫలితంగా మారే నష్టాలు తగ్గుతాయి మరియు శక్తి సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది.

అధిక ఉష్ణ వాహకత: GaN యొక్క అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత సమర్థవంతమైన ఉష్ణ వెదజల్లడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది అధిక-శక్తి మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

అధిక బ్రేక్‌డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బలం: GaN యొక్క బ్రేక్‌డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బలం సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC)తో పోల్చదగినది అయితే, సెమీకండక్టర్ ప్రాసెసింగ్ మరియు లాటిస్ అసమతుల్యత వంటి కారకాలు సాధారణంగా GaN పరికరాల వోల్టేజ్ హ్యాండ్లింగ్ సామర్థ్యాన్ని 1000Vకి పరిమితం చేస్తాయి, సాధారణంగా సురక్షితమైన ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ 650V కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

3. GaN వర్గీకరణఎపిటాక్సియల్ పొరలు

మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా, GaN అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, అద్భుతమైన అనుకూలత, అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్‌తో సహా అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. ఇది వివిధ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా స్వీకరించడానికి దారితీసింది.GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరలువాటి సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్ ఆధారంగా వర్గీకరించవచ్చు: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-Sapphire మరియు GaN-on-Silicon. వీటిలో,GaN-on-సిలికాన్ పొరలుతక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు పరిపక్వ ఉత్పాదక ప్రక్రియల కారణంగా ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.**