Introduction Introduction

Le nitrure de Gallium (GaN), en tant que matériau semi-conducteur de troisième génération, possède des propriétés exceptionnelles telles qu’un large espace bande (3,4 eV), une mobilité électronique élevée, un champ électrique de rupture élevé (~ 3,3 MV/cm) et une excellente stabilité thermique. Ces caractéristiques le rendent très approprié pour des applications dans les communications RF, l’électronique de puissance et l’optoélectronique. Alors que l’industrie des semi-conducteurs se tourne vers de plus grandes tailles de plaquettes, les substrats monocristaux GaN de 8 pouces gagnent beaucoup d’attention en raison de leurs performances supérieures et de leurs avantages en matière de coûts. Cet article explore les avantages des substrats monocristaux GaN de 8 pouces du point de vue des propriétés des matériaux, de l’efficacité de la fabrication, du potentiel d’application et de l’impact industriel.

1. Propriétés matérielles supérieures

Par rapport aux substrats conventionnels tels que Si, SiC et saphir, les substrats monocristallins GaN présentent une qualité cristalline plus élevée, ce qui réduit considérablement la densité des défauts et la déformation causées par le décalage du réseau et les différences dans les coefficients de dilatation thermique. La densité de dislocation des substrats monocristaux GaN de 8 pouces est généralement inférieure à 10⁶ cm⁻², ce qui est de plusieurs ordres de grandeur inférieur à celui des structures épiaxiales GaN-on-Si et GaN-on-SiC. Il en résulte une tension de panne améliorée, une mobilité accrue des électrons et une plus grande fiabilité globale. De plus, les substrats GaN permettent des architectures de dispositifs verticaux, augmentant encore la densité de courant et l’efficacité de la gestion thermique, ce qui les rend bien adaptés aux applications à haute tension et à haute température.

JXT possède une vaste expertise dans la technologie de substrat GaN et offre des substrats monocristaux GaN de 2 à 4 pouces, ainsi que l’épitaxie GaN sur saphir, silicium et substrats natif GaN, répondant ainsi à divers besoins d’application. Ces solutions épitaxiales prennent en charge les dispositifs RF à haute fréquence, l’électronique de puissance, et les dispositifs optoélectroniques, augmentant GaN' S applications industrielles.

2. Efficacité de fabrication accrue et optimisation des coûts

L’expansion de la taille des plaquettes est cruciale dans l’industrie des semi-conducteurs. Par rapport aux substrats GaN de 4 ou 6 pouces, les substrats GaN de 8 pouces permettent des rendements de puce plus élevés par tranche dans les mêmes conditions de fabrication, réduisant ainsi les coûts de fabrication par unité de puce. De plus, les substrats GaN de 8 pouces sont compatibles avec les lignes de production de semi-conducteurs de 8 pouces existantes, ce qui réduit le besoin de modifications majeures de l’équipement et accélère la technologie GaN.#39; S industrialisation. Cette compatibilité facilite non seulement l’adoption de dispositifs d’alimentation et de RF GaN, mais pose également les bases de la production future de tranches GaN encore plus grandes, telles que des substrats 12 pouces.

3. Idéal pour les Applications haute puissance et haute fréquence

Les substrats monocristaux GaN de 8 pouces fournissent une base optimale pour les appareils électroniques à haute puissance et à haute fréquence. Les appareils à base de gandémontrent des performances supérieures au Si et au SiC dans des applications telles que les amplificateurs de puissance RF des stations de base 5G/6G, la communication à haute puissance d’onde millimétrique, les systèmes radar, les modules d’alimentation des véhicules électriques, la gestion efficace de l’énergie et les réseaux électriques à haute tension. La grande mobilité des électrons du GaN permet des fréquences de commutation plus élevées, améliorant considérablement l’efficacité de conversion d’énergie, réduisant les pertes d’énergie et minimisant les exigences de gestion thermique. En outre, les dispositifs d’alimentation à base de ganoffrent des vitesses de commutation plus rapides, améliorant la réponse dynamique du système et sécurisant une position critique sur le marché de l’électronique de puissance à haute fréquence.

JXT fournit des solutions épitaxiales GaN sur saphir, silicium et substrats natifs GaN, adaptées à différentes applications. Par exemple, gan-on-saphir est largement utilisé dans l’optoélectronique et les led, GaN-on-Si offre une solution économique pour l’électronique de puissance, tandis que GaN-on-GaN permet la plus haute qualité de matériau, idéal pour les appareils RF et d’alimentation haut de gamme.

4. Excellentes performances thermiques et fiabilité

Par rapport au GaN-on-Si ou au GaN-on-SiC, les substrats monocristaux GaN ont une conductivité thermique supérieure, réduisant efficacement le stress thermique pendant le fonctionnement du dispositif, améliorant la dissipation thermique et prolongeant la durée de vie du dispositif. Avec l’augmentation de la taille des tranches, les substrats GaN de 8 pouces offrent d’autres avantages en matière de contrôle de l’uniformité, de suppression de la déformation et d’optimisation de l’épaisseur, contribuant ainsi à une meilleure stabilité thermique. Dans les applications à forte densité de puissance, les substrats GaN avec une faible résistance thermique et une conductivité thermique élevée seront un facteur crucial pour améliorer la fiabilité des appareils.

5. Favoriser l’avancement de l’industrie du GaN

La commercialisation réussie de substrats monocristaux GaN de 8 pouces accélérera toute la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs GaN. Alors que les entreprises nationales et internationales continuent de faire progresser la production de substrat GaN de 8 pouces, les technologies associées dans l’épitaxie GaN, la fabrication de puces et l’emballage &; Les tests évolueront également rapidement, ce qui favorisera davantage la localisation des dispositifs d’alimentation GaN et de RF. De plus, à mesure que les substrats GaN de grand diamètre seront largement adoptés, les coûts diminueront progressivement, ce qui rendra les dispositifs GaN plus abordables et étendra leur application dans l’électronique grand public, les nouveaux véhicules à énergie et les systèmes de communication à grande vitesse.

En tant qu’acteur clé de l’industrie GaN, JXT propose des substrats monocristaux GaN de 2 à 4 pouces et diverses solutions épitaxiales, prenant en charge différents types de fabrication d’appareils GaN. Pour l’avenir, JXT continuera d’optimiser la qualité des matériaux et la technologie des procédés, ouvrant la voie à l’industrialisation de substrats GaN de 8 pouces et encore plus grands.

Conclusion Conclusion

Les substrats monocristaux GaN de 8 pouces, avec leurs propriétés matérielles supérieures, une efficacité de fabrication améliorée, une réduction des coûts, un large potentiel d’application à haute puissance et à haute fréquence, et la capacité de faire progresser l’industrie GaN, représentent une direction cruciale dans le développement de semi-conducteurs GaN. Bien que des défis demeurent en termes de contrôle de la densité des défauts, de gestion du stress et d’optimisation des coûts de production, les progrès continus dans la technologie de croissance des cristaux, le traitement épitaxial et les équipements de fabrication résoudront progressivement ces problèmes.

JXT contribue activement à l’industrie GaN en fournissant des substrats monocristaux GaN de 2 à 4 pouces et diverses solutions épitaxiales, tout en surveillant de près les percées dans la technologie GaN substrat 8 pouces. Avec la production à grande échelle de substrats GaN 8 pouces à l’horizon, la technologie GaN devrait jouer un rôle de plus en plus important sur le marché mondial des semi-conducteurs, favorisant ainsi l’adoption généralisée de dispositifs électroniques haute performance.