Wafers de GaN sobre diamante de 4 polegadas e 6 polegadas Espessura total do epi (mícron) 0,6 a 2,5 ou personalizada para aplicações de alta frequência
Propriedades
Tamanho do wafer:
Disponível em diâmetros de 4 e 6 polegadas para integração versátil em vários processos de fabricação de semicondutores.
Opções de personalização disponíveis para o tamanho do wafer, dependendo dos requisitos do cliente.
Espessura da camada epitaxial:
Faixa: 0,6 µm a 2,5 µm, com opções de espessuras personalizadas com base nas necessidades específicas da aplicação.
A camada epitaxial foi projetada para garantir crescimento de cristais GaN de alta qualidade, com espessura otimizada para equilibrar potência, resposta de frequência e gerenciamento térmico.
Condutividade térmica:
A camada de diamante fornece uma condutividade térmica extremamente alta de aproximadamente 2000-2200 W/m·K, garantindo dissipação de calor eficiente de dispositivos de alta potência.
Propriedades do material GaN:
Ampla lacuna de banda: a camada GaN se beneficia de uma ampla lacuna de banda (~3,4 eV), o que permite a operação em ambientes adversos, condições de alta tensão e alta temperatura.
Mobilidade de elétrons: alta mobilidade de elétrons (aprox. 2000 cm²/V·s), resultando em comutação mais rápida e frequências operacionais mais altas.
Alta tensão de ruptura: a tensão de ruptura do GaN é muito maior que a dos materiais semicondutores convencionais, tornando-o adequado para aplicações de alto consumo de energia.
Desempenho elétrico:
Alta densidade de potência: os wafers GaN-on-Diamond permitem alta potência de saída, mantendo um formato pequeno, perfeito para amplificadores de potência e sistemas de RF.
Baixas perdas: a combinação da eficiência do GaN e da dissipação de calor do diamante resulta em menores perdas de energia durante a operação.
Qualidade da superfície:
Crescimento epitaxial de alta qualidade: a camada de GaN é cultivada epitaxialmente no substrato de diamante, garantindo densidade mínima de deslocamento, alta qualidade cristalina e desempenho ideal do dispositivo.
Uniformidade:
Uniformidade de espessura e composição: tanto a camada de GaN quanto o substrato de diamante mantêm excelente uniformidade, essencial para o desempenho e a confiabilidade consistentes do dispositivo.
Estabilidade química:
Tanto o GaN quanto o diamante oferecem estabilidade química excepcional, permitindo que esses wafers tenham um desempenho confiável em ambientes químicos adversos.
Aplicações
Amplificadores de potência de RF:
Os wafers de GaN sobre diamante são ideais para amplificadores de potência de RF em telecomunicações, sistemas de radar e comunicações via satélite, oferecendo alta eficiência e confiabilidade em altas frequências (por exemplo, de 2 GHz a 20 GHz e além).
Comunicação por micro-ondas:
Esses wafers são excelentes em sistemas de comunicação por micro-ondas, onde alta potência de saída e degradação mínima do sinal são essenciais.
Tecnologias de radar e detecção:
Os wafers de GaN sobre diamante são amplamente utilizados em sistemas de radar, proporcionando desempenho robusto em aplicações de alta frequência e alta potência, especialmente nos setores militar, automotivo e aeroespacial.
Sistemas de satélite:
Em sistemas de comunicação via satélite, esses wafers garantem a durabilidade e o alto desempenho de amplificadores de potência, capazes de operar em condições ambientais extremas.
Eletrônica de alta potência:
Os recursos de gerenciamento térmico do GaN-on-Diamond os tornam adequados para eletrônicos de alta potência, como conversores de energia, inversores e relés de estado sólido.
Sistemas de gerenciamento térmico:
Devido à alta condutividade térmica do diamante, essas pastilhas podem ser usadas em aplicações que exigem gerenciamento térmico robusto, como sistemas de LED e laser de alta potência.
Perguntas e respostas sobre wafers de GaN sobre diamante
P1: Qual é a vantagem de usar wafers de GaN sobre diamante em aplicações de alta frequência?
A1:Os wafers de GaN sobre diamante combinam a alta mobilidade eletrônica e a ampla banda proibida do GaN com a excelente condutividade térmica do diamante. Isso permite que dispositivos de alta frequência operem em níveis de potência mais elevados, gerenciando o calor de forma eficaz, garantindo maior eficiência e confiabilidade em comparação com os materiais tradicionais.
P2: Os wafers de GaN sobre diamante podem ser personalizados para requisitos específicos de potência e frequência?
A2:Sim, os wafers de GaN sobre diamante oferecem opções personalizáveis, incluindo espessura da camada epitaxial (0,6 µm a 2,5 µm), tamanho do wafer (4 polegadas, 6 polegadas) e outros parâmetros com base nas necessidades específicas da aplicação, fornecendo flexibilidade para aplicações de alta potência e alta frequência.
Q3: Quais são os principais benefícios do diamante como substrato para GaN?
A3:A extrema condutividade térmica do Diamond (até 2200 W/m·K) ajuda a dissipar com eficiência o calor gerado por dispositivos GaN de alta potência. Essa capacidade de gerenciamento térmico permite que dispositivos GaN-on-Diamond operem em densidades e frequências de potência mais altas, garantindo melhor desempenho e maior longevidade do dispositivo.
Q4: Os wafers de GaN sobre diamante são adequados para aplicações espaciais ou aeroespaciais?
A4:Sim, os wafers de GaN sobre diamante são adequados para aplicações espaciais e aeroespaciais devido à sua alta confiabilidade, capacidade de gerenciamento térmico e desempenho em condições extremas, como alta radiação, variações de temperatura e operação de alta frequência.
P5: Qual é a vida útil esperada de dispositivos feitos de wafers de GaN sobre diamante?
A5:A combinação da durabilidade inerente do GaN com as propriedades excepcionais de dissipação de calor do diamante resulta em uma longa vida útil para os dispositivos. Os dispositivos GaN sobre diamante são projetados para operar em ambientes hostis e condições de alta potência com degradação mínima ao longo do tempo.
P6: Como a condutividade térmica do diamante afeta o desempenho geral dos wafers de GaN sobre diamante?
A6:A alta condutividade térmica do diamante desempenha um papel fundamental no aprimoramento do desempenho dos wafers de GaN sobre diamante, conduzindo com eficiência o calor gerado em aplicações de alta potência. Isso garante que os dispositivos de GaN mantenham o desempenho ideal, reduzam o estresse térmico e evitem o superaquecimento, um desafio comum em dispositivos semicondutores convencionais.
P7: Quais são as aplicações típicas em que os wafers de GaN sobre diamante superam outros materiais semicondutores?
A7:Os wafers de GaN sobre diamante superam outros materiais em aplicações que exigem alta potência, operação em alta frequência e gerenciamento térmico eficiente. Isso inclui amplificadores de potência de RF, sistemas de radar, comunicação por micro-ondas, comunicação via satélite e outros componentes eletrônicos de alta potência.
Conclusão
Os wafers de GaN sobre diamante oferecem uma solução única para aplicações de alta frequência e alta potência, combinando o alto desempenho do GaN com as propriedades térmicas excepcionais do diamante. Com recursos personalizáveis, eles são projetados para atender às necessidades de indústrias que exigem fornecimento de energia eficiente, gerenciamento térmico e operação em alta frequência, garantindo confiabilidade e longevidade em ambientes desafiadores.
Diagrama Detalhado
