|
বিস্তারিত তথ্য |
|||
| GaN এর ব্যান্ডগ্যাপ: | 3.4 eV | সি এর ব্যান্ডগ্যাপ: | 1.12 eV |
|---|---|---|---|
| তাপ পরিবাহিতা: | 130-170 W/m·K | ইলেক্ট্রন গতিশীলতা: | 1000-2000 cm2/V·s |
| ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক: | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ: | 5.6 ppm/°C (GaN), 2.6 ppm/°C (Si) |
| জালি ধ্রুবক: | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | স্থানচ্যুতি ঘনত্ব: | 10⁸-10⁹ সেমি⁻² |
| যান্ত্রিক কঠোরতা: | 9 মোহ | ওয়েফার ব্যাস: | 2-ইঞ্চি, 4-ইঞ্চি, 6-ইঞ্চি, 8-ইঞ্চি |
| GaN স্তর বেধ: | ১-১০ μm | সাবস্ট্রেট বেধ: | 500-725 µm |
| বিশেষভাবে তুলে ধরা: | GaN-on-Si ((111) N/P T টাইপ সাবস্ট্র্যাট,LED এর জন্য সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্র্যাট |
||
পণ্যের বর্ণনা
GaN-on-Si ((111) N/P Tটাইপ সাবস্ট্র্যাট LED বা পাওয়ার ডিভাইসের জন্য Epitaxy 4inch 6inch 8inch
GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাট বিমূর্ত
GaN-on-Si (111) সাবস্ট্র্যাটগুলি তাদের বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং তাপ পরিবাহিততার কারণে উচ্চ-পারফরম্যান্স ইলেকট্রনিক্স এবং অপটোইলেকট্রনিক্সে অপরিহার্য।এই স্তরগুলি সিলিকনের খরচ-কার্যকারিতা এবং স্কেলযোগ্যতার সুবিধা গ্রহণ করে, যা বড় ব্যাসার্ধের ওয়েফারকে সক্ষম করে। যাইহোক, গ্রিটস অসঙ্গতি এবং গ্যাএন এবং সিআই (111) এর মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণের পার্থক্যের মতো চ্যালেঞ্জগুলি বিচ্ছিন্নতা ঘনত্ব এবং চাপ কমাতে মোকাবেলা করা উচিত।উন্নত এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ টেকনিক, যেমন এমওসিভিডি এবং এইচভিপিই, স্ফটিকের গুণমানকে অনুকূল করতে ব্যবহৃত হয়। গ্যান-অন-সি (111) সাবস্ট্র্যাটগুলি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, আরএফ ডিভাইস এবং এলইডি প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যা পারফরম্যান্সের ভারসাম্য সরবরাহ করে,খরচ, এবং বিদ্যমান অর্ধপরিবাহী উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির সাথে সামঞ্জস্য।
GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটের বৈশিষ্ট্য
গ্যালিয়াম নাইট্রাইড অন সিলিকন (গান-অন-সি) একটি সাবস্ট্র্যাট প্রযুক্তি যা গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (গান) এর বৈশিষ্ট্যগুলি সিলিকন (সি) এর ব্যয়-কার্যকারিতা এবং স্কেলযোগ্যতার সাথে একত্রিত করে।GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটগুলি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে বিশেষভাবে জনপ্রিয়নীচে GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটের কিছু মূল বৈশিষ্ট্য এবং সুবিধা রয়েছেঃ
1.ল্যাটিস অসঙ্গতি
- GaNএবংহ্যাঁবিভিন্ন গ্রিজ ধ্রুবক আছে, যা একটি উল্লেখযোগ্য গ্রিজ অসঙ্গতি (~ 17%) হতে পারে। এই অসঙ্গতি GaN স্তরে ত্রুটি, যেমন dislocations, কারণ হতে পারে।
- এই ত্রুটিগুলি হ্রাস করার জন্য, গ্যাএন এবং সি এর মধ্যে বুফার স্তরগুলি প্রায়শই গ্রিটস ধ্রুবক ধীরে ধীরে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।
2.তাপ পরিবাহিতা
- GaNউচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে, যা দক্ষ তাপ অপসারণের অনুমতি দেয়, এটিকে উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
- হ্যাঁএছাড়াও এটিতে ভাল তাপ পরিবাহিতা রয়েছে, তবে গ্যাএন এবং সি এর মধ্যে তাপ প্রসারণের অনুপাতের পার্থক্য শীতল হওয়ার সময় গ্যাএন স্তরে চাপ এবং সম্ভাব্য ফাটল হতে পারে।
3.খরচ এবং স্কেলযোগ্যতা
- সিলিকনসাবস্ট্রেটগুলি অন্যান্য বিকল্পগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে সস্তা এবং আরও ব্যাপকভাবে উপলব্ধ যেমন সাফির বা সিলিকন কার্বাইড (সিআইসি) ।
- সিলিকন ওয়েফারগুলি বৃহত্তর আকারের (12 ইঞ্চি পর্যন্ত) পাওয়া যায়, যা উচ্চ পরিমাণে উত্পাদন এবং কম ব্যয়কে অনুমতি দেয়।
4.বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য
- GaNসিলিকন (১.১ eV) এর তুলনায় এটির একটি বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ (৩.৪ eV) রয়েছে, যার ফলে উচ্চ ভাঙ্গন ভোল্টেজ, উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং কম পরিবাহিতা ক্ষতি হয়।
- এই বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ GaN-on-Si স্তরগুলি তৈরি করে।
5.ডিভাইসের পারফরম্যান্স
- GaN-on-Si ডিভাইসগুলি প্রায়শই চমৎকার ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং উচ্চ স্যাচুরেশন গতি প্রদর্শন করে, যা আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উচ্চতর পারফরম্যান্সের দিকে পরিচালিত করে।
- GaN-on-Si LED তেও ব্যবহার করা হয়, যেখানে সাবস্ট্র্যাটের বৈদ্যুতিক এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ দক্ষতা এবং উজ্জ্বলতার জন্য অবদান রাখে।
6.যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
- সিলিকন একটি শক্ত এবং স্থিতিশীল স্তর প্রদান করে।কিন্তু গ্যাএন স্তর এর যান্ত্রিক চাপ গ্রিটস অসঙ্গতি এবং তাপীয় সম্প্রসারণ পার্থক্য কারণে সাবধানে ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন.
7.সমস্যা
- GaN-on-Si স্তরগুলির সাথে প্রাথমিক চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চ গ্রিটস এবং তাপীয় সম্প্রসারণের অসঙ্গতিগুলি পরিচালনা করা, যা GaN স্তরে ফাটল, নমন বা ত্রুটি গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে।
- এই চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে বুফার স্তর, ইঞ্জিনিয়ারিং সাবস্ট্র্যাট এবং অনুকূলিত বৃদ্ধি প্রক্রিয়াগুলির মতো উন্নত কৌশলগুলি অপরিহার্য।
8.অ্যাপ্লিকেশন
- পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স: GaN-on-Si উচ্চ দক্ষতা পাওয়ার রূপান্তরকারী, ইনভার্টার এবং আরএফ এম্প্লিফায়ারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
- এলইডি: GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটগুলি তাদের দক্ষতা এবং উজ্জ্বলতার কারণে আলো এবং প্রদর্শনের জন্য LEDs এ ব্যবহৃত হয়।
- আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ ডিভাইস: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স ওয়্যারলেস যোগাযোগ সিস্টেমে আরএফ ট্রানজিস্টর এবং এম্প্লিফায়ারগুলির জন্য GaN-on-Si আদর্শ করে তোলে।
GaN-on-Si সাবস্ট্রেটগুলি সিলিকনের বৃহত আকারের উত্পাদনযোগ্যতার সাথে GaN এর উচ্চ-পারফরম্যান্স বৈশিষ্ট্যগুলিকে একীভূত করার জন্য একটি ব্যয়বহুল সমাধান সরবরাহ করে,বিভিন্ন উন্নত ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনে তাদের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি তৈরি করে.
| প্যারামিটার বিভাগ | প্যারামিটার | মূল্য/ব্যাপার | মন্তব্য |
|---|---|---|---|
| উপাদানীয় বৈশিষ্ট্য | GaN এর ব্যান্ডগ্যাপ | 3.4 eV | উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর |
| Si এর ব্যান্ডগ্যাপ | 1.12 eV | একটি সাবস্ট্র্যাট উপাদান হিসাবে সিলিকন ভাল খরচ কার্যকারিতা প্রস্তাব | |
| তাপ পরিবাহিতা | 130-170 W/m·K | GaN স্তরের তাপ পরিবাহিতা; সিলিকন সাবস্ট্র্যাট প্রায় 149 W/m·K | |
| ইলেকট্রন গতিশীলতা | 1000-2000 cm2/V·s | GaN স্তরে ইলেকট্রন গতিশীলতা, সিলিকনের চেয়ে বেশি | |
| ডাইলেক্ট্রিক ধ্রুবক | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | GaN এবং Si এর Dielectric ধ্রুবক | |
| তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ | 5.6 পিপিএম/°সি (গান), ২.৬ পিপিএম/°সি (সি) | গ্যাএন এবং সিআই এর তাপীয় প্রসারণের অনুপাতের অসঙ্গতি, সম্ভাব্য চাপের কারণ | |
| ল্যাটিস কনস্ট্যান্ট | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | GaN এবং Si এর মধ্যে ল্যাটিস ধ্রুবক অসঙ্গতি, সম্ভাব্য dislocations হতে পারে | |
| ডিসলোকেশন ঘনত্ব | ১০৮-১০৯ সেমি−২ | এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে গ্যান স্তরের সাধারণ বিচ্ছিন্নতা ঘনত্ব | |
| যান্ত্রিক কঠোরতা | ৯ মোহস | GaN এর যান্ত্রিক কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং স্থায়িত্ব প্রদান করে | |
| ওয়েফার স্পেসিফিকেশন | ওয়েফারের ব্যাসার্ধ | ২ ইঞ্চি, ৪ ইঞ্চি, ৬ ইঞ্চি, ৮ ইঞ্চি | সি-ওয়েফারে গ্যানের জন্য সাধারণ আকার |
| GaN স্তর বেধ | ১-১০ μm | নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে | |
| সাবস্ট্র্যাটের বেধ | ৫০০-৭২৫ μm | যান্ত্রিক শক্তির জন্য সিলিকন সাবস্ট্র্যাটের সাধারণ বেধ | |
| পৃষ্ঠের রুক্ষতা | < ১ এনএম আরএমএস | পলিশিংয়ের পর পৃষ্ঠের রুক্ষতা, উচ্চ মানের epitaxial বৃদ্ধি নিশ্চিত | |
| সিঁড়ি উচ্চতা | < ২ এনএম | GaN স্তরের স্টেপ উচ্চতা, ডিভাইসের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে | |
| ওয়েফার বোল | < ৫০ μm | ওয়েফার আর্ক, প্রক্রিয়া সামঞ্জস্যকে প্রভাবিত করে | |
| বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য | ইলেকট্রন ঘনত্ব | ১০১৬-১০১৯ সেমি−৩ | GaN স্তরে n-type বা p-type ডোপিং ঘনত্ব |
| প্রতিরোধ ক্ষমতা | 10−3-10−2 Ω·cm | GaN স্তরের সাধারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা | |
| বিচ্ছিন্নতা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র | ৩ এমভি/সিমি | GaN স্তরে উচ্চ বিভাজন ক্ষেত্রের শক্তি, উচ্চ ভোল্টেজ ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত | |
| অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য | নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য | ৩৬৫-৪০৫ এনএম (ইউভি/নীল) | এলইডি এবং লেজারে ব্যবহৃত গ্যান উপাদান থেকে নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য |
| শোষণ সহগ | ~১০৪ সেমি−১ | দৃশ্যমান আলোর পরিসরে GaN এর শোষণ সহগ | |
| তাপীয় বৈশিষ্ট্য | তাপ পরিবাহিতা | 130-170 W/m·K | GaN স্তরের তাপ পরিবাহিতা; সিলিকন সাবস্ট্র্যাট প্রায় 149 W/m·K |
| তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ | 5.6 পিপিএম/°সি (গান), ২.৬ পিপিএম/°সি (সি) | গ্যাএন এবং সিআই এর তাপীয় প্রসারণের অনুপাতের অসঙ্গতি, সম্ভাব্য চাপের কারণ | |
| রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য | রাসায়নিক স্থিতিশীলতা | উচ্চ | GaN ভাল জারা প্রতিরোধের আছে, কঠোর পরিবেশে উপযুক্ত |
| সারফেস ট্রিটমেন্ট | ধুলো মুক্ত, দূষণ মুক্ত | GaN ওয়েফারের পৃষ্ঠের জন্য পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজনীয়তা | |
| যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য | যান্ত্রিক কঠোরতা | ৯ মোহস | GaN এর যান্ত্রিক কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং স্থায়িত্ব প্রদান করে |
| ইয়ং এর মডুলাস | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | গ্যান এবং সিআই এর ইয়ং এর মডুলাস, যা ডিভাইসের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে | |
| উৎপাদন পরামিতি | ইপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ পদ্ধতি | এমওসিভিডি, এইচভিপিই, এমবিই | GaN স্তরগুলির জন্য সাধারণ epitaxial বৃদ্ধি পদ্ধতি |
| ফলন হার | প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ এবং ওয়েফার আকারের উপর নির্ভর করে | ফলন যেমন dislocation ঘনত্ব এবং ওয়েফার কমান্ড হিসাবে কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয় | |
| বৃদ্ধি তাপমাত্রা | ১০০০-১২০০°সি | GaN স্তর epitaxial বৃদ্ধি জন্য আদর্শ তাপমাত্রা | |
| শীতল হারের হার | নিয়ন্ত্রিত ঠান্ডা | শীতল হারের সাধারণত তাপ চাপ এবং ওয়েফার নম প্রতিরোধ করার জন্য নিয়ন্ত্রিত হয় |
GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাট বাস্তব ছবি
GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাট প্রয়োগ
GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটগুলি প্রধানত বেশ কয়েকটি মূল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়ঃ
-
পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স: GaN-on-Si এর উচ্চ দক্ষতা, দ্রুত সুইচিং গতি এবং উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করার ক্ষমতা, যা এটিকে পাওয়ার সরবরাহের জন্য আদর্শ করে তোলে, এর কারণে পাওয়ার ট্রানজিস্টর এবং রূপান্তরকারীগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়,বৈদ্যুতিক যানবাহন, এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সিস্টেম।
-
আরএফ ডিভাইস: GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটগুলি আরএফ এম্প্লিফায়ার এবং মাইক্রোওয়েভ ট্রানজিস্টরগুলিতে বিশেষত 5G যোগাযোগ এবং রাডার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়, যেখানে উচ্চ শক্তি এবং ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স গুরুত্বপূর্ণ।
-
এলইডি প্রযুক্তি: GaN-on-Si LEDs, বিশেষ করে নীল এবং সাদা LEDs উত্পাদন ব্যবহৃত হয়, আলো এবং প্রদর্শন জন্য খরচ কার্যকর এবং স্কেলযোগ্য উত্পাদন সমাধান প্রস্তাব।
-
ফটোডেটেক্টর এবং সেন্সর: GaN-on-Si এছাড়াও UV photodetectors এবং বিভিন্ন সেন্সর ব্যবহার করা হয়, GaN এর বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ এবং UV আলোর উচ্চ সংবেদনশীলতা থেকে উপকৃত।
এই অ্যাপ্লিকেশনগুলি আধুনিক ইলেকট্রনিক্স এবং অপটোইলেকট্রনিক্সে GaN-on-Si সাবস্ট্র্যাটের বহুমুখিতা এবং গুরুত্বকে তুলে ধরে।
প্রশ্নোত্তর
প্রশ্ন: কেন জিএন সি এর উপর?
উঃGaN on Si উচ্চ পারফরম্যান্স ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি খরচ কার্যকর সমাধান প্রদান করে, GaN এর বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা,এবং সিলিকন সাবস্ট্র্যাটের স্কেলাবিলিটি এবং সাশ্রয়ী মূল্যের সাথে তাপ পরিবাহিতা. GaN উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ, এটি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, আরএফ ডিভাইস এবং এলইডিগুলির জন্য একটি উচ্চতর পছন্দ করে তোলে।সিলিকন সাবস্ট্র্যাটগুলি বৃহত্তর ওয়েফার আকারের অনুমতি দেয়, উৎপাদন খরচ কমাতে এবং বিদ্যমান অর্ধপরিবাহী উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির সাথে সংহতকরণ সহজতর করে। যদিও গ্রিটস অসঙ্গতি এবং তাপীয় সম্প্রসারণের পার্থক্যের মতো চ্যালেঞ্জ রয়েছে,উন্নত কৌশল এই সমস্যাগুলিকে প্রশমিত করতে সহায়তা করে, যা আধুনিক ইলেকট্রনিক এবং অপটোইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য Si এর উপর GaN একটি আকর্ষণীয় বিকল্প তৈরি করে।
প্রশ্ন: গ্যান-অন-সি কি?
A: GaN-on-Si গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) স্তরগুলিকে একটি সিলিকন (Si) স্তরতে উত্থিত বোঝায়। GaN একটি প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর যা এর উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা, তাপ পরিবাহিতা,এবং উচ্চ ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রায় কাজ করার ক্ষমতাযখন এটি সিলিকনে বৃদ্ধি পায়, তখন এটি GaN এর উন্নত বৈশিষ্ট্যগুলি সিলিকনের ব্যয়-কার্যকারিতা এবং স্কেলযোগ্যতার সাথে একত্রিত করে। এটি GaN-on-Si কে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে,আরএফ ডিভাইস, এলইডি, এবং অন্যান্য উচ্চ-কার্যকারিতা ইলেকট্রনিক এবং অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস।সিলিকন সঙ্গে ইন্টিগ্রেশন বৃহত্তর ওয়েফার মাপ এবং বিদ্যমান অর্ধপরিবাহী উত্পাদন প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্যের অনুমতি দেয়, যদিও গ্রিটস অসঙ্গতির মতো চ্যালেঞ্জগুলি পরিচালনা করা দরকার।