गैलियम नाइट्राइड एपिटैक्सियल वेफर्स: निर्माण प्रक्रिया का एक परिचय

गैलियम नाइट्राइड (GaN)एपिटैक्सियल वेफरविकास एक जटिल प्रक्रिया है, जिसमें अक्सर दो-चरणीय पद्धति का उपयोग किया जाता है। इस विधि में कई महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं, जिनमें उच्च तापमान बेकिंग, बफर परत वृद्धि, पुन: क्रिस्टलीकरण और एनीलिंग शामिल हैं। इन चरणों में तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, दो-चरणीय विकास विधि प्रभावी ढंग से जाली बेमेल या तनाव के कारण होने वाले वेफर विरूपण को रोकती है, जिससे यह प्रमुख निर्माण विधि बन जाती है।GaN एपिटैक्सियल वेफर्सविश्व स्तर पर.

1. समझएपीटैक्सियल वेफर्स

एकएपिटैक्सियल वेफरइसमें एक एकल-क्रिस्टल सब्सट्रेट होता है जिस पर एक नई एकल-क्रिस्टल परत उगाई जाती है। यह एपिटैक्सियल परत अंतिम डिवाइस के लगभग 70% प्रदर्शन को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जिससे यह सेमीकंडक्टर चिप निर्माण में एक महत्वपूर्ण कच्चा माल बन जाता है।

अर्धचालक उद्योग श्रृंखला में ऊपर की ओर स्थित,एपिटैक्सियल वेफर्ससंपूर्ण सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्योग का समर्थन करते हुए एक मूलभूत घटक के रूप में कार्य करें। निर्माता सब्सट्रेट सामग्री पर एपिटैक्सियल परत को जमा करने और विकसित करने के लिए रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) और आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई) जैसी उन्नत तकनीकों का उपयोग करते हैं। फिर ये वेफर्स अर्धचालक वेफर्स बनने के लिए फोटोलिथोग्राफी, पतली फिल्म जमाव और नक़्क़ाशी के माध्यम से आगे की प्रक्रिया से गुजरते हैं। इसके बाद येवेफर्सइन्हें अलग-अलग डाइज़ में काटा जाता है, जिन्हें बाद में अंतिम एकीकृत सर्किट (आईसी) बनाने के लिए पैक किया जाता है और परीक्षण किया जाता है। संपूर्ण चिप उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, चिप डिज़ाइन चरण के साथ निरंतर संपर्क यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि अंतिम उत्पाद सभी विशिष्टताओं और प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है।

2. GaN के अनुप्रयोगएपीटैक्सियल वेफर्स

GaN के अंतर्निहित गुण बनाते हैंGaN एपिटैक्सियल वेफर्सउच्च शक्ति, उच्च आवृत्ति और मध्यम से कम वोल्टेज संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। कुछ प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल हैं:

उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज: GaN का विस्तृत बैंडगैप उपकरणों को पारंपरिक सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड समकक्षों की तुलना में उच्च वोल्टेज का सामना करने में सक्षम बनाता है। यह विशेषता GaN को 5G बेस स्टेशनों और सैन्य रडार सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है।

उच्च रूपांतरण दक्षता: GaN-आधारित पावर स्विचिंग डिवाइस सिलिकॉन उपकरणों की तुलना में काफी कम प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्विचिंग हानि कम होती है और ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है।

उच्च तापीय चालकता: GaN की उत्कृष्ट तापीय चालकता कुशल ताप अपव्यय को सक्षम बनाती है, जो इसे उच्च-शक्ति और उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक क्षेत्र की ताकत: जबकि GaN की ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक क्षेत्र की ताकत सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) के बराबर है, सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण और जाली बेमेल जैसे कारक आमतौर पर GaN उपकरणों की वोल्टेज हैंडलिंग क्षमता को लगभग 1000V तक सीमित कर देते हैं, जबकि सुरक्षित ऑपरेटिंग वोल्टेज आमतौर पर 650V से नीचे होता है।

3. GaN का वर्गीकरणएपीटैक्सियल वेफर्स

तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थ के रूप में, GaN उच्च तापमान प्रतिरोध, उत्कृष्ट अनुकूलता, उच्च तापीय चालकता और एक विस्तृत बैंडगैप सहित कई लाभ प्रदान करता है। इससे विभिन्न उद्योगों में इसे व्यापक रूप से अपनाया गया है।GaN एपिटैक्सियल वेफर्सउनकी सब्सट्रेट सामग्री के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है: GaN-on-GaN, GaN-on-SiC, GaN-on-नीलम, और GaN-ऑन-सिलिकॉन। इनमे से,GaN-ऑन-सिलिकॉन वेफर्सकम उत्पादन लागत और परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण वर्तमान में इनका सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।**