Power GaN Substrate -kiekot (Si ja SOI)
Okmeticin Power GaN Substrate –kiekot eli standardipaksuiset tai erittäin paksut, <111> orientaation SSP-, DSP- ja Bonded SOI –kiekot kestävät galliumnitridikerroksen (GaN) kasvatuksen aiheuttamaa rasitusta erittäin hyvin. Power GaN Substrate -kiekot tarjoavat toimivan ja kustannustehokkaan vaihtoehdon GaN–on–SiC–alustakiekoksi, ja ne soveltuvat Power GaN–komponenttien kuten GaN HEMT:n alustakiekoksi.
Okmetic on ollut eturintamassa kehittämässä kiekkoja Power GaN-prosessin vaativiin tarpeisiin. Kiekkojen monet designominaisuudet määrittelevät, miten alustakiekot käyttäytyvät GaN-epitaksiaaliprosessissa. Okmeticin laaja asiantuntemus on auttanut suunnittelemaan alustakiekkoja, jotka kestävät vaativan GaN-epitaksiaaliprosessin olosuhteet ja jotka taipuvat vähemmän.
GaN-Substrate –kiekot on suunniteltu kestämään GaN-epitaksiaaliprosessin vaativia olosuhteita ja vähentämään kiekkojen taipumista
Power GaN -sovellusten tarpeisiin optimoitujen SSP-, DSP- ja SOI-alustakiekkojen lisäksi Okmetic toimittaa myös korkeresistiivisiä RF GaN Substrate –kiekkoja.
Alustakiekot, jotka on optimoitu kestämään GaN-prosessien äärimmäistä rasitusta
Okmetic Power GaN Substrate -kiekot (SSP ja DSP) on suunniteltu kestämään GaN-epitaksiaaliprosessin äärimmäisiä rasituksia ja vähentämään kiekkojen taipumista. Kehittämämme Advanced Magnetic Czochralski, A-MCz® kiteenkasvatusmenetelmä on yksi Power GaN Substrate -kiekoille lisäarvoa tuovista tekijöistä. Menetelmä mahdollistaa erittäin vahvasti seostetut Power GaN Substrate -kiekot hallitulla happipitoisuudella, mikä lisää hilarakenteen eheyttä. Lisää rasituksen kestoa saadaan myös tarkalla orientaation hallinnalla.
Kestävät kiekot maksimaalisella suorituskyvyllä
- Suunniteltu kestämään GaN-epitaksiaaliprosessin äärimmäisiä rasituksia ja vähentämään tehohäviöitä
- Alhainen resistiivisyys korkealla seostuksella ja optimoitu happitaso parantaa hilarakenteen eheyttä ja kestävyyttä
- Räätälöidyt ratkaisut erilaisiin tarpeisiin
Täysin mukautettavissa prosessitarpeisiisi
GaN-on-Si-sovelluksiin tarkoitetut Power GaN Substrate -kiekot (SSP ja DSP) voidaan räätälöidä jopa yli 650 V:n lateraalisille GaN HEMT -laitteille ja suuritehoisille LED:ille, mikä tarjoaa erittäin toimivan ja kustannustehokkaan haastajan GaN-on-SiC-alustakiekoille.
Power GaN Substrate -kiekot voidaan räätälöidä jopa yli 650 V:n lateraalisille GaN HEMT -laitteille ja suuritehoisille LED:ille
Okmetic Power GaN Substrate -kiekot voidaan räätälöidä täysin komponenttisi ja prosessisi tarpeisiin. Kiekkoja on saatavilla sekä tiukalla <111> orientaatiolla että kallistetulla orientaatiolla. Kiekkojen paksuudet vaihtelevat vakiopaksuudesta erittäin paksuun 1150 μm, mikä vähentää kiekon taipumista sekä parantaa kiekkojen kestävyyttä. Taustapintavaihtoehtoina on Poly ja LTO, mitkä tarjoavat lisää rasituksenhallintaa.
Pii vs. piikarbidi
Piin suosio GaN-alustakiekkona kasvaa, sillä se tarjoaa kustannustehokkaan alustan korkeajännitteisille tehopuolijohteille haastaen olemassa olevat GaN-on-SiC -alustat. Piikiekkojen tärkein etu piikarbidikiekkoihin verrattuna kustannustehokkuuden lisäksi on niiden hyvä saatavuus 200 mm kiekkokoossa.
SOI-alustakiekot kasvattavat suosiotaan GaN-sovellusten monoliittisessa integroinnissa
SOI-kiekoista on tullut varteenotettava ratkaisu GaN-laitteiden monoliittiseen integrointiin. Ne sopivat hyvin low stress GaN HEMT:iin, integroituun direct drive/cascode GaN HEMT:iin ja monoliittiseen all GaN -integraatioon.
Röntgendiffraktio osoittaa Bonded SOI-kiekoille kasvatetuilla GaN-kerroksilla olevan pienempi jännite ja korkeampi kiteen laatu kuin tavallisilla piikiekoille kasvatetuilla kerroksilla. Lue lisää tuloksista täältä. BOX-kerroksen ja trench-eristyksen yhdistelmä mahdollistaa sirukokoa pienentävän monoliittisen integroinnin sekä porttiohjaimen integroinnin GaN-sovelluksen lähelle. Jälkimmäinen lisää energiatehokkuutta, vähentää kytkentäresonanssia ja mahdollistaa suuremmat jännitteet E-mode GaN -ohjaimen suunnittelussa, kun porttijännitteen kohina ja ali- ja yliaallot vähenevät.
Röntgendiffraktio osoittaa Bonded SOI-kiekoille kasvatetuilla GaN-kerroksilla olevan pienempi jännite ja korkeampi kiteen laatu kuin tavallisille piikiekoille kasvatetuilla kerroksilla.
Okmetic GaN SOI Substrate -kiekot ovat täysin räätälöitävissä. Niissä yhdistyy jopa <0,001 Ohm-cm resistiivisyys ja hallittu happitaso, mikä mahdollistaa erinomaisen hilarakenteen eheyden. Tiukka <111> orientaatio lisää kestävyyttä, mutta hyviä tuloksia voidaan saada myös kallistetun orientaation kiekoilla. Aktiivi- ja oksidikerros sekä alustakiekko ovat täysin muokattavissa. Alustakiekon paksuutta voidaan säätää jopa 950 μm saakka taipumisen vähentämiseksi ja kestävyyden lisäämiseksi. Haudatun oksidikerroksen paksuus on myös vapaasti säädettävissä välillä 0,5 μm – 4 μm. GaN SOI Substrate -kiekkoja on saatavana myös Terrace Free SOI-kiekkoina, mitkä mahdollistavat maksimaalisen aktiivisen alueen ja optimaalisen reunamuodon.
Power GaN Substrate -kiekkojen spesifikaatiot GaN-on-Si-sovelluksiin
| Kasvatusmenetelmä | MCz, A-MCz® |
| Halkaisija | 200 mm, 150 mm |
| Kideorientaatio | <111>, kallistettu orientaatio mahdollinen |
| N-tyypin seosaineet | (Fosfori, antimoni, arseeni) |
| P-tyypin seosaineet | Boori |
| Resistiivisyys 1 | Välillä <0.001 ja >1,500 Ohm-cm |
| Resistiivisyystoleranssi | Määritetään hintatavoitteen ja resistiivisyysalueen mukaan |
| Oxygen concentration (Oi)2 | <4–20 ppma |
| ROG3 | Tyypillisesti alle 10 % |
| Hiilipitoisuus4 | <0.5 ppma |
| SSP-kiekon paksuus5 | 200 mm: 550–1150 μm 150 mm: 400–1150 μm |
| DSP-kiekon paksuus5 | 200 mm: 380–1150 μm 150 mm: 38>0–1150 μm |
| SSP-taustakäsittely | Syövytetty, Polyback, LTO |
2ASTM F121-831/SEMI MF1188-1107.
3SEMI MF951, matala happipitoisuus: ROG >20%.
4ASTM F123-91, rajoitettu mittaustekniikalla.
5Muut paksuudet mahdollisia tietyin rajoituksin.
Täysin CMOS-yhteensopivat kiekkojen pinnan laatu- ja puhtausvaatimukset.
Power GaN -substraattikiekkojen spesifikaatiot GaN-on-SOI-sovelluksiin
| Kasvatusmenetelmä | MCz, A-MCz® |
| Halkaisija | 200 mm, 150 mm |
| Kideorientaatio | <111>, kallistettu orientaatio mahdollinen |
| N-tyypin seosaineet | (Phosphorus, Antimony, Arsenic) |
| P-tyypin seosaineet | Boori |
| Resistiivisyys1 | <0,001–>1500 Ohm-cm |
| Resistiivisyyden toleranssi | DMääritetään hintatavoitteen ja resistiivisyysalueen mukaan |
| Happipitoisuus (Oi)2 | <4 t<4–13 ppma |
| Aktiivikerroksen paksuus3 | 22–>200 μm (±0,1 μm) |
| Haudatun oksidikerroksen paksuus4 | 0,3–>5 μm |
| Alustakiekon paksuus5 | 675–950 μm (±3–5 μm) |
| Takapinta | Kiillotettu tai syövytetty |
| Terassi/reunaura-alue | Standardi tai reunauraton (Saatavilla 200 mm kiekkona) |
2ASTM F121-831/SEMI MF1188-1107
3Muut paksuudet mahdollisia tietyin rajoituksin. 150mm toleranssi ±0,2 μm.
4Tyyppi: terminen oksidi.Tyypillisesti 0,5 μm – 2 μm, >5 μm BOX mahdollista tietyin rajoituksin.
5200 mm: tyypillisesti 725 μm, 150 mm: tyypillisesti 675 μm, ±3 μm:n toleranssi vaativille sovelluksille
Täysin CMOS-yhteensopivat kiekkojen pinnan laatu- ja puhtausvaatimukset.
