Plaquettes GaN sur diamant 4 pouces 6 pouces Épaisseur épitaxiale totale (micron) 0,6 ~ 2,5 ou personnalisée pour les applications haute fréquence
Propriétés
Taille de la plaquette :
Disponible en diamètres de 4 et 6 pouces pour une intégration polyvalente dans divers processus de fabrication de semi-conducteurs.
Options de personnalisation disponibles pour la taille des plaquettes, en fonction des exigences du client.
Épaisseur de la couche épitaxiale :
Gamme : 0,6 µm à 2,5 µm, avec des options d'épaisseurs personnalisées en fonction des besoins spécifiques de l'application.
La couche épitaxiale est conçue pour assurer une croissance cristalline GaN de haute qualité, avec une épaisseur optimisée pour équilibrer la puissance, la réponse en fréquence et la gestion thermique.
Conductivité thermique :
La couche de diamant offre une conductivité thermique extrêmement élevée d'environ 2 000 à 2 200 W/m·K, garantissant une dissipation thermique efficace des appareils haute puissance.
Propriétés du matériau GaN :
Large bande interdite : la couche GaN bénéficie d'une large bande interdite (~3,4 eV), ce qui permet un fonctionnement dans des environnements difficiles, des conditions de haute tension et de haute température.
Mobilité électronique : Mobilité électronique élevée (environ 2 000 cm²/V·s), conduisant à une commutation plus rapide et à des fréquences de fonctionnement plus élevées.
Tension de claquage élevée : la tension de claquage du GaN est bien supérieure à celle des matériaux semi-conducteurs conventionnels, ce qui le rend adapté aux applications gourmandes en énergie.
Performances électriques :
Densité de puissance élevée : les plaquettes GaN sur diamant permettent une puissance de sortie élevée tout en conservant un petit facteur de forme, parfait pour les amplificateurs de puissance et les systèmes RF.
Faibles pertes : la combinaison de l'efficacité du GaN et de la dissipation thermique du diamant entraîne des pertes de puissance plus faibles pendant le fonctionnement.
Qualité de surface :
Croissance épitaxiale de haute qualité : la couche GaN est cultivée par épitaxie sur le substrat de diamant, garantissant une densité de dislocation minimale, une qualité cristalline élevée et des performances optimales du dispositif.
Uniformité:
Uniformité de l'épaisseur et de la composition : la couche GaN et le substrat en diamant conservent une excellente uniformité, essentielle pour des performances et une fiabilité constantes de l'appareil.
Stabilité chimique :
Le GaN et le diamant offrent tous deux une stabilité chimique exceptionnelle, permettant à ces plaquettes de fonctionner de manière fiable dans des environnements chimiques difficiles.
Applications
Amplificateurs de puissance RF :
Les plaquettes GaN sur diamant sont idéales pour les amplificateurs de puissance RF dans les télécommunications, les systèmes radar et les communications par satellite, offrant à la fois une efficacité et une fiabilité élevées à des fréquences élevées (par exemple, de 2 GHz à 20 GHz et au-delà).
Communication par micro-ondes :
Ces plaquettes excellent dans les systèmes de communication par micro-ondes, où une puissance de sortie élevée et une dégradation minimale du signal sont essentielles.
Technologies radar et de détection :
Les plaquettes GaN sur diamant sont largement utilisées dans les systèmes radar, offrant des performances robustes dans les applications haute fréquence et haute puissance, en particulier dans les secteurs militaire, automobile et aérospatial.
Systèmes de satellites :
Dans les systèmes de communication par satellite, ces plaquettes assurent la durabilité et les hautes performances des amplificateurs de puissance, capables de fonctionner dans des conditions environnementales extrêmes.
Électronique de haute puissance :
Les capacités de gestion thermique du GaN sur diamant les rendent adaptés à l'électronique haute puissance, comme les convertisseurs de puissance, les onduleurs et les relais statiques.
Systèmes de gestion thermique :
En raison de la conductivité thermique élevée du diamant, ces plaquettes peuvent être utilisées dans des applications nécessitant une gestion thermique robuste, telles que les systèmes LED et laser haute puissance.
Questions et réponses sur les plaquettes GaN sur diamant
Q1 : Quel est l’avantage d’utiliser des plaquettes GaN sur diamant dans les applications haute fréquence ?
A1 :Les plaquettes GaN sur diamant associent la grande mobilité électronique et la large bande interdite du GaN à l'exceptionnelle conductivité thermique du diamant. Cela permet aux dispositifs haute fréquence de fonctionner à des niveaux de puissance plus élevés tout en gérant efficacement la chaleur, garantissant ainsi une efficacité et une fiabilité supérieures à celles des matériaux traditionnels.
Q2 : Les plaquettes GaN sur diamant peuvent-elles être personnalisées pour répondre à des exigences spécifiques de puissance et de fréquence ?
A2:Oui, les plaquettes GaN sur diamant offrent des options personnalisables, notamment l'épaisseur de la couche épitaxiale (0,6 µm à 2,5 µm), la taille de la plaquette (4 pouces, 6 pouces) et d'autres paramètres basés sur les besoins spécifiques de l'application, offrant une flexibilité pour les applications haute puissance et haute fréquence.
Q3 : Quels sont les principaux avantages du diamant comme substrat pour le GaN ?
A3:La conductivité thermique exceptionnelle du diamant (jusqu'à 2 200 W/m·K) contribue à dissiper efficacement la chaleur générée par les composants GaN haute puissance. Cette capacité de gestion thermique permet aux composants GaN sur diamant de fonctionner à des densités de puissance et des fréquences plus élevées, garantissant ainsi des performances et une longévité accrues.
Q4 : Les plaquettes GaN sur diamant sont-elles adaptées aux applications spatiales ou aérospatiales ?
A4:Oui, les plaquettes GaN sur diamant sont parfaitement adaptées aux applications spatiales et aérospatiales en raison de leur grande fiabilité, de leurs capacités de gestion thermique et de leurs performances dans des conditions extrêmes, telles que des rayonnements élevés, des variations de température et un fonctionnement à haute fréquence.
Q5 : Quelle est la durée de vie prévue des dispositifs fabriqués à partir de plaquettes GaN sur diamant ?
A5:La combinaison de la durabilité inhérente du GaN et des propriétés exceptionnelles de dissipation thermique du diamant assure une longue durée de vie aux dispositifs. Les dispositifs GaN sur diamant sont conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles et des conditions de forte puissance avec une dégradation minimale au fil du temps.
Q6 : Comment la conductivité thermique du diamant affecte-t-elle les performances globales des plaquettes GaN sur diamant ?
A6 :La conductivité thermique élevée du diamant joue un rôle essentiel dans l'amélioration des performances des plaquettes GaN sur diamant en évacuant efficacement la chaleur générée dans les applications haute puissance. Cela garantit que les dispositifs GaN conservent des performances optimales, réduisent les contraintes thermiques et évitent la surchauffe, un problème fréquent dans les semi-conducteurs conventionnels.
Q7 : Quelles sont les applications typiques dans lesquelles les plaquettes GaN sur diamant surpassent les autres matériaux semi-conducteurs ?
A7:Les plaquettes GaN sur diamant surpassent les autres matériaux dans les applications exigeant une puissance admissible élevée, un fonctionnement à haute fréquence et une gestion thermique efficace. Cela inclut les amplificateurs de puissance RF, les systèmes radar, les communications micro-ondes, les communications par satellite et autres composants électroniques de haute puissance.
Conclusion
Les plaquettes GaN sur diamant offrent une solution unique pour les applications haute fréquence et haute puissance, alliant les hautes performances du GaN aux propriétés thermiques exceptionnelles du diamant. Grâce à leurs fonctionnalités personnalisables, elles sont conçues pour répondre aux besoins des industries exigeant une alimentation électrique, une gestion thermique et un fonctionnement haute fréquence performants, garantissant fiabilité et longévité dans des environnements difficiles.
Diagramme détaillé
