كرېمنىي تاختىسىدىكى گاللىي نىترىد 4 دىيۇملۇق 6 دىيۇملۇق خاسلاشتۇرۇلغان Si ئاساسى يۆنىلىشى، قارشىلىق كۈچى ۋە N تىپلىق/P تىپلىق تاللاشلار
ئالاھىدىلىكلەر
● كەڭ بەلۋاغ ئارىلىقى:GaN (3.4 eV) ئەنئەنىۋى كرېمنىيغا سېلىشتۇرغاندا يۇقىرى چاستوتا، يۇقىرى قۇۋۋەت ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا ئىقتىدارىنى كۆرۈنەرلىك ياخشىلايدۇ، بۇ ئۇنى قۇۋۋەت ئۈسكۈنىلىرى ۋە رادىئو چاستوتا كۈچەيتكۈچلىرى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى قىلىدۇ.
● خاسلاشتۇرغىلى بولىدىغان Si ئاساسى يۆنىلىشى:ئۈسكۈنىنىڭ ئالاھىدە تەلىپىگە ماسلىشىش ئۈچۈن، <111>، <100> قاتارلىق ھەر خىل Si ئاساسىي يۈزى يۆنىلىشلىرىدىن تاللاڭ.
● خاسلاشتۇرۇلغان قارشىلىق:ئۈسكۈنە ئىقتىدارىنى ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن، يېرىم ئىزولياتسىيەلىكتىن يۇقىرى قارشىلىق ۋە تۆۋەن قارشىلىققىچە بولغان Si ئۈچۈن ھەر خىل قارشىلىق تاللاشلىرى ئىچىدىن تاللاڭ.
●دوپىڭ تۈرى:ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى، رادىئو چاستوتا ترانزىستورلىرى ياكى LED لارنىڭ تەلىپىگە ماس كېلىدىغان N تىپلىق ياكى P تىپلىق قوشما ماددىلاردا بار.
●يۇقىرى بۇزۇلۇش توك بېسىمى:GaN-on-Si لېنتىلىرى يۇقىرى بۇزۇلۇش توك بېسىمىغا ئىگە (1200V غىچە)، بۇ ئۇلارغا يۇقىرى توك بېسىملىق قوللىنىشچان پروگراممىلارنى بىر تەرەپ قىلىشقا شارائىت ھازىرلايدۇ.
●تېز ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى:GaN نىڭ ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقى كرېمنىيغا قارىغاندا يۇقىرى ۋە ئالماشتۇرۇش زىيىنى تۆۋەن، شۇڭا GaN-on-Si ۋافېرلىرى يۇقىرى سۈرئەتلىك توك يولى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى.
● ئىسسىقلىق ساقلاش ئىقتىدارىنىڭ ئېشىشى:كرېمنىينىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى تۆۋەن بولسىمۇ، GaN-on-Si يەنىلا يۇقىرى ئىسسىقلىق مۇقىملىقىنى تەمىنلەيدۇ، ئەنئەنىۋى كرېمنىي ئۈسكۈنىلىرىگە قارىغاندا ئىسسىقلىق تارقىتىش ئۈنۈمى ياخشى.
تېخنىكىلىق ئۆلچەملەر
| پارامېتىر | قىممەت |
| ۋافلىنىڭ چوڭلۇقى | 4 دىيۇم، 6 دىيۇم |
| Si ئاساسىي قىسمىنىڭ يۆنىلىشى | <111>, <100>, خاسلاشتۇرۇلغان |
| Si قارشىلىقى | يۇقىرى قارشىلىقلىق، يېرىم ئىزولياتسىيەلىك، تۆۋەن قارشىلىقلىق |
| دوپپىڭ تۈرى | N تىپلىق، P تىپلىق |
| GaN قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى | 100 nm – 5000 nm (خاسلاشتۇرغىلى بولىدۇ) |
| AlGaN توسۇق قەۋىتى | 24% – 28% Al (ئادەتتىكى ئۇزۇنلۇقى 10-20 نانومېتىر) |
| بۇزۇلۇش توك بېسىمى | 600V – 1200V |
| ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقى | 2000 cm²/V·s |
| ئالماشتۇرۇش چاستوتىسى | 18 GHz غىچە |
| ۋافېر يۈزىنىڭ پۇختىلىقى | RMS ~0.25 nm (AFM) |
| GaN قەغىزىگە قارشىلىق كۆرسىتىش | 437.9 Ω·cm² |
| تولۇق ۋافېر بۇرمىسى | < 25 µm (ئەڭ يۇقىرى) |
| ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى | 1.3 – 2.1 W/cm·K |
قوللىنىشچان پروگراممىلار
ئېلېكترون ئېلېكترونلىرىGaN-on-Si قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە سىستېمىسى، ئېلېكتر ماشىنىلىرى (EV) ۋە سانائەت ئۈسكۈنىلىرىدە ئىشلىتىلىدىغان قۇۋۋەت كۈچەيتكۈچ، ئۆزگەرتكۈچ ۋە ئىنۋېرتېر قاتارلىق قۇۋۋەت ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىگە ناھايىتى ماس كېلىدۇ. ئۇنىڭ يۇقىرى بۇزۇلۇش توك بېسىمى ۋە تۆۋەن قارشىلىق كۈچى يۇقىرى قۇۋۋەتلىك قوللىنىشچان پروگراممىلاردىمۇ ئۈنۈملۈك قۇۋۋەت ئايلاندۇرۇشنى كاپالەتلەندۈرىدۇ.
رادىئو چاستوتا ۋە مىكرو دولقۇنلۇق ئالاقەGaN-on-Si لېنتىلىرى يۇقىرى چاستوتا ئىقتىدارى بىلەن تەمىنلەيدۇ، بۇ ئۇلارنى RF قۇۋۋەت كۈچەيتكۈچلىرى، سۈنئىي ھەمراھ ئالاقىسى، رادار سىستېمىسى ۋە 5G تېخنىكىلىرى ئۈچۈن ئەڭ ماس كېلىدۇ. يۇقىرى ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى ۋە يۇقىرى چاستوتىلاردا ئىشلەش ئىقتىدارىغا ئىگە (ئەڭ يۇقىرى چاستوتىلار)18 GHz)، GaN ئۈسكۈنىلىرى بۇ خىل قوللىنىشچان پروگراممىلاردا ئەلا ئىقتىدار بىلەن تەمىنلەيدۇ.
ئاپتوموبىل ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىGaN-on-Si ئاپتوموبىل ئېنېرگىيە سىستېمىسىدا ئىشلىتىلىدۇ، بۇنىڭ ئىچىدەماشىنا ئىچىدىكى زەرەتلىگۈچلەر (OBC)ۋەDC-DC ئۆزگەرتكۈچلىرىئۇنىڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئىشلەش ۋە يۇقىرى توك بېسىمىغا بەرداشلىق بېرىش ئىقتىدارى ئۇنى كۈچلۈك توك ئۆزگەرتىشنى تەلەپ قىلىدىغان ئېلېكترلىك ئاپتوموبىل قوللىنىشچان پروگراممىلىرىغا ماس كېلىدۇ.
LED ۋە ئوپتوئېلېكترونGaN ئەڭ ياخشى ماتېرىيال كۆك ۋە ئاق LED چىراغلارGaN-on-Si لېنتىلىرى يۇقىرى ئۈنۈملۈك LED يورۇتۇش سىستېمىسىنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ، يورۇتۇش، كۆرسىتىش تېخنىكىسى ۋە ئوپتىكىلىق ئالاقە قاتارلىق ساھەلەردە ئەلا ئىقتىدار بىلەن تەمىنلەيدۇ.
سوئال-جاۋاب
1-سوئال: ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەردىكى GaN نىڭ كرېمنىيدىن قانداق ئەۋزەللىكى بار؟
A1:GaN نىڭ بىركەڭ بەلۋاغ ئارىلىقى (3.4 eV)كرېمنىيدىن (1.1 eV) يۇقىرى بولۇپ، يۇقىرى توك بېسىمى ۋە تېمپېراتۇرىغا بەرداشلىق بېرەلەيدۇ. بۇ خۇسۇسىيەت GaN نىڭ يۇقىرى قۇۋۋەتلىك قوللىنىشچان پروگراممىلارنى تېخىمۇ ئۈنۈملۈك بىر تەرەپ قىلىشىغا شارائىت يارىتىپ، توك يوقىتىشنى ئازايتىپ، سىستېما ئىقتىدارىنى ئاشۇرىدۇ. GaN يەنە تېز ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى بىلەن تەمىنلەيدۇ، بۇ RF كۈچەيتكۈچ ۋە توك ئۆزگەرتكۈچ قاتارلىق يۇقىرى چاستوتىلىق ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم.
2-سوئال: مەن قوللىنىشىمغا ماس كېلىدىغان Si ئاساسىي قەۋىتىنىڭ يۆنىلىشىنى خاسلاشتۇرالايمەنمۇ؟
A2:ھەئە، بىز تەمىنلەيمىزخاسلاشتۇرغىلى بولىدىغان Si ئاساسىي قىسمىنىڭ يۆنىلىشىمەسىلەن<111>, <100>، ۋە ئۈسكۈنىڭىزنىڭ ئېھتىياجىغا ئاساسەن باشقا يۆنىلىشلەر. Si ئاساسىنىڭ يۆنىلىشى ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارىدا، جۈملىدىن ئېلېكتر خۇسۇسىيىتى، ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتى ۋە مېخانىكىلىق مۇقىملىقتا مۇھىم رول ئوينايدۇ.
3-سوئال: GaN-on-Si لېنتىسىنى يۇقىرى چاستوتىلىق ئىشلىتىشتە ئىشلىتىشنىڭ پايدىسى نېمە؟
A3:GaN-on-Si ۋافلىلىرى ئەلا سۈپەتلىكئالماشتۇرۇش سۈرئىتى، كرېمنىيغا سېلىشتۇرغاندا يۇقىرى چاستوتىلاردا تېخىمۇ تېز ئىشلەشكە شارائىت ھازىرلايدۇ. بۇ ئۇلارنى ئەڭ ياخشى ئىشلىتىش ئۈچۈندۇرRFۋەмикротолкунлыقوللىنىشچان پروگراممىلار، شۇنداقلا يۇقىرى چاستوتىلىقئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىمەسىلەنHEMTs(يۇقىرى ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقىغا ئىگە ترانزىستورلار) ۋەرادىئو چاستوتا كۈچەيتكۈچلىرىGaN نىڭ يۇقىرى ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقى ئالماشتۇرۇش زىيىنىنى تۆۋەنلىتىدۇ ۋە ئۈنۈمنى ئۆستۈرىدۇ.
4-سوئال: GaN-on-Si ۋافلىلىرى ئۈچۈن قانداق دوپلاش ئۇسۇللىرى بار؟
A4:بىز ئىككىسىنى تەمىنلەيمىزN-تىپلىقۋەP تىپلىقئادەتتە ھەر خىل يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەردە ئىشلىتىلىدىغان دوپلاش تاللانمىلىرى.N تىپلىق دوپلاشئۈچۈن ئەڭ ياخشىقۇۋۋەتلىك ترانزىستورلارۋەرادىئو چاستوتا كۈچەيتكۈچلىرى، ھالبۇكىP تىپلىق دوپلاشكۆپىنچە LED قاتارلىق ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەردە ئىشلىتىلىدۇ.
خۇلاسە
بىزنىڭ خاسلاشتۇرۇلغان كرېمنىي ئۈستىدىكى گاللىي نىترىد (GaN-on-Si) ۋافلىلىرىمىز يۇقىرى چاستوتا، يۇقىرى قۇۋۋەت ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن ئەڭ ياخشى ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ. خاسلاشتۇرغىلى بولىدىغان Si ئاساسىي يۈزىنىڭ يۆنىلىشى، قارشىلىق كۈچى ۋە N-تىپلىق/P-تىپلىق قوشۇلما قىممىتى بىلەن، بۇ ۋافلىلار ئېلېكترونلۇق ئېلېكترون ۋە ئاپتوموبىل سىستېمىسىدىن تارتىپ RF ئالاقە ۋە LED تېخنىكىسىغىچە بولغان كەسىپلەرنىڭ ئالاھىدە ئېھتىياجىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن. GaN نىڭ ئۈستۈن خۇسۇسىيىتى ۋە كرېمنىينىڭ كېڭەيتىشچانلىقىدىن پايدىلىنىپ، بۇ ۋافلىلار كېيىنكى ئەۋلاد ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن يۇقىرى ئىقتىدار، ئۈنۈم ۋە كەلگۈسىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ.
تەپسىلىي دىئاگرامما
