Obleas de GaN sobre diamante de 4 pulgadas y 6 pulgadas. Espesor total de epi (micras): 0,6 ~ 2,5 o personalizado para aplicaciones de alta frecuencia.
Propiedades
Tamaño de la oblea:
Disponible en diámetros de 4 y 6 pulgadas para una integración versátil en varios procesos de fabricación de semiconductores.
Opciones de personalización disponibles para el tamaño de la oblea, según los requisitos del cliente.
Espesor de la capa epitaxial:
Rango: 0,6 µm a 2,5 µm, con opciones de espesores personalizados según las necesidades de aplicación específicas.
La capa epitaxial está diseñada para garantizar un crecimiento de cristales de GaN de alta calidad, con un espesor optimizado para equilibrar la potencia, la respuesta de frecuencia y la gestión térmica.
Conductividad térmica:
La capa de diamante proporciona una conductividad térmica extremadamente alta de aproximadamente 2000-2200 W/m·K, lo que garantiza una disipación de calor eficiente de los dispositivos de alta potencia.
Propiedades del material GaN:
Banda prohibida amplia: la capa de GaN se beneficia de una banda prohibida amplia (~3,4 eV), lo que permite el funcionamiento en entornos hostiles, condiciones de alto voltaje y alta temperatura.
Movilidad de electrones: Alta movilidad de electrones (aprox. 2000 cm²/V·s), lo que conduce a una conmutación más rápida y frecuencias operativas más altas.
Alto voltaje de ruptura: el voltaje de ruptura de GaN es mucho más alto que el de los materiales semiconductores convencionales, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de consumo intensivo de energía.
Rendimiento eléctrico:
Alta densidad de potencia: las obleas de GaN sobre diamante permiten una alta potencia de salida manteniendo un factor de forma pequeño, perfecto para amplificadores de potencia y sistemas de RF.
Bajas pérdidas: La combinación de la eficiencia del GaN y la disipación de calor del diamante conduce a menores pérdidas de energía durante el funcionamiento.
Calidad de la superficie:
Crecimiento epitaxial de alta calidad: la capa de GaN se cultiva epitaxialmente sobre el sustrato de diamante, lo que garantiza una densidad de dislocación mínima, una alta calidad cristalina y un rendimiento óptimo del dispositivo.
Uniformidad:
Uniformidad de espesor y composición: Tanto la capa de GaN como el sustrato de diamante mantienen una uniformidad excelente, fundamental para el rendimiento y la confiabilidad constantes del dispositivo.
Estabilidad química:
Tanto el GaN como el diamante ofrecen una estabilidad química excepcional, lo que permite que estas obleas funcionen de manera confiable en entornos químicos hostiles.
Aplicaciones
Amplificadores de potencia de RF:
Las obleas de GaN sobre diamante son ideales para amplificadores de potencia de RF en telecomunicaciones, sistemas de radar y comunicaciones satelitales, y ofrecen alta eficiencia y confiabilidad a altas frecuencias (por ejemplo, 2 GHz a 20 GHz y más).
Comunicación por microondas:
Estas obleas se destacan en los sistemas de comunicación por microondas, donde la alta potencia de salida y la mínima degradación de la señal son fundamentales.
Tecnologías de radar y detección:
Las obleas de GaN sobre diamante se utilizan ampliamente en sistemas de radar y proporcionan un rendimiento sólido en aplicaciones de alta frecuencia y alta potencia, especialmente en los sectores militar, automotriz y aeroespacial.
Sistemas de satélite:
En los sistemas de comunicaciones por satélite, estas obleas garantizan la durabilidad y el alto rendimiento de los amplificadores de potencia, capaces de operar en condiciones ambientales extremas.
Electrónica de alta potencia:
Las capacidades de gestión térmica de GaN-on-Diamond los hacen adecuados para electrónica de alta potencia, como convertidores de potencia, inversores y relés de estado sólido.
Sistemas de gestión térmica:
Debido a la alta conductividad térmica del diamante, estas obleas se pueden utilizar en aplicaciones que requieren una gestión térmica robusta, como sistemas láser y LED de alta potencia.
Preguntas y respuestas sobre obleas de GaN sobre diamante
P1: ¿Cuál es la ventaja de utilizar obleas de GaN sobre diamante en aplicaciones de alta frecuencia?
A1:Las obleas de GaN sobre diamante combinan la alta movilidad electrónica y la amplia banda prohibida del GaN con la excepcional conductividad térmica del diamante. Esto permite que los dispositivos de alta frecuencia funcionen a niveles de potencia más altos, gestionando eficazmente el calor y garantizando una mayor eficiencia y fiabilidad en comparación con los materiales tradicionales.
P2: ¿Es posible personalizar las obleas de GaN sobre diamante para requisitos específicos de potencia y frecuencia?
A2:Sí, las obleas de GaN sobre diamante ofrecen opciones personalizables, incluido el espesor de la capa epitaxial (0,6 µm a 2,5 µm), el tamaño de la oblea (4 pulgadas, 6 pulgadas) y otros parámetros basados en las necesidades específicas de la aplicación, lo que proporciona flexibilidad para aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia.
P3: ¿Cuáles son los principales beneficios del diamante como sustrato para GaN?
A3:La extrema conductividad térmica del diamante (hasta 2200 W/m·K) ayuda a disipar eficientemente el calor generado por dispositivos de GaN de alta potencia. Esta capacidad de gestión térmica permite que los dispositivos de GaN sobre diamante funcionen a mayores densidades de potencia y frecuencias, lo que garantiza un mejor rendimiento y una mayor durabilidad.
P4: ¿Las obleas de GaN sobre diamante son adecuadas para aplicaciones espaciales o aeroespaciales?
A4:Sí, las obleas de GaN sobre diamante son adecuadas para aplicaciones espaciales y aeroespaciales debido a su alta confiabilidad, capacidades de gestión térmica y rendimiento en condiciones extremas, como alta radiación, variaciones de temperatura y operación de alta frecuencia.
P5: ¿Cuál es la vida útil esperada de los dispositivos fabricados con obleas de GaN sobre diamante?
A5:La combinación de la durabilidad inherente del GaN y las excepcionales propiedades de disipación térmica del diamante garantiza una larga vida útil de los dispositivos. Los dispositivos de GaN sobre diamante están diseñados para funcionar en entornos hostiles y condiciones de alta potencia con una degradación mínima con el tiempo.
P6: ¿Cómo afecta la conductividad térmica del diamante al rendimiento general de las obleas de GaN sobre diamante?
A6:La alta conductividad térmica del diamante desempeña un papel fundamental en la mejora del rendimiento de las obleas de GaN sobre diamante, al disipar eficientemente el calor generado en aplicaciones de alta potencia. Esto garantiza que los dispositivos de GaN mantengan un rendimiento óptimo, reduzcan la tensión térmica y eviten el sobrecalentamiento, un problema común en los dispositivos semiconductores convencionales.
P7: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas en las que las obleas de GaN sobre diamante superan a otros materiales semiconductores?
A7:Las obleas de GaN sobre diamante superan a otros materiales en aplicaciones que requieren alta potencia, funcionamiento a alta frecuencia y gestión térmica eficiente. Esto incluye amplificadores de potencia de RF, sistemas de radar, comunicaciones por microondas, comunicaciones satelitales y otros dispositivos electrónicos de alta potencia.
Conclusión
Las obleas de GaN sobre diamante ofrecen una solución única para aplicaciones de alta frecuencia y alta potencia, combinando el alto rendimiento del GaN con las excepcionales propiedades térmicas del diamante. Con características personalizables, están diseñadas para satisfacer las necesidades de las industrias que requieren un suministro de energía eficiente, gestión térmica y funcionamiento a alta frecuencia, garantizando así la fiabilidad y durabilidad en entornos exigentes.
Diagrama detallado
