GaN HEMT epitaxial

Oblea epitaxial GaN HEMT

Gallium Nitride (GaN) HEMTs (High Electron Mobility Transistors) are the next generation of RF power transistor technology. Thanks to GaN technology, PAM-XIAMEN now offer AlGaN/GaN HEMT Epi Wafer on sapphire or Silicon, and AlGaN/GaN on sapphire template.

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Descripción del Producto

GaN HEMT epitaxial wafer is a multilayer film grown epitaxially on a substrate, which usually includes a nucleation layer, a transition layer, a buffer layer, a channel layer, a barrier layer, a cap layer, and a passivation layer from bottom to top. The nucleation layer, like AlGaN or AlN, is used to prevent the substrate material from diffusing into the GaN epitaxial layer. The transition layer may contain hierarchical AlGaN, AlN/GaN superlattice or multilayer AlN to balance the stress between the GaN and the substrate. The higher the Al content in the barrier layer of AlGaN, the higher the 2DEG concentration at the heterojunction. Meanwhile, the lower the threshold voltage of the device, and the higher the current capacity. As the Al ratio increasing, the degree of heterogeneous crystal lattice mismatch will be higher, resulting in a decrease in gallium nitride HEMT electron mobility and a decrease in current capacity.

The High Electron Mobility Transistor (HEMT) is developed based on GaN with unique heterostructure and two-dimensional electron gas. The GaN HEMT advantages include high breakdown strength, low on-resistance and faster The switching speed, which is very suitable for medium and low voltage and medium and small power systems, such as travel adapters, wireless chargers, AC-DC converters, smart home appliances, etc. The epitaxial wafer with HEMT structure is more attractive currently for high-frequency converters, in which GaN HEMT breakdown voltage is 600~650 V. With the rapid development of gallium nitride HEMT epi technology, the price of GaN HEMT devices will be competitive, which can gain large GaN HEMT market for GaN HEMT manufacturers. Moreover, due to the gallium nitride HEMT reliability, it can be widely used in industrial fields, such as photovoltaic inverters, energy storage systems, and electric vehicles.

1. GaN HEMT Material: Available size:2”,4”,6”,8”:

More specific parameters of gallium nitride HEMT wafer for D-mode GaN HEMTs, E-mode GaN HEMTs, GaN HEMT power amplifier and RF, please refer to:

GaN en Si para potencia, modo D

GaN en Si para potencia, modo E

GaN en Si para RF

GaN en zafiro para potencia

GaN en zafiro para RF

GaN en SiC para RF

GaN sobre GaN

We are expert in HEMT structure, we also offer GaN HEMT epi wafer for many years.
For silicon substrate, we need to know if you grow GaN HEMT on silicon for POWER or RF, it is different. If needed, please contact victorchan@powerwaywafer.com for details.
For SiC, you should use semi-insulating.
Or you can buy AlGaN/GaN HEMT structure on these three structure from us.

2. Now we show you an example as follows:

2.1  Obleas epitaxiales HEMT de 2 ″ (50,8 mm) GaN

We offer 2″(50.8mm) gallium nitride HEMT Wafers, the GaN HEMT structure is as follows:

Estructura (de arriba a abajo):

* tapa de GaN sin dopar (2 ~ 3 nm)

AlxGa1-xN (18 ~ 40 nm)

AlN (capa tampón)

GaN no dopado (2 ~ 3um)

Sustrato de zafiro

* Podemos usar Si3N para reemplazar GaN en la parte superior, la adherencia es fuerte, está recubierto por sputter o PECVD.

2.2 AlGaN/GaN HEMT Epi Wafer on sapphire/GaN

Capa # Composición Espesor X dopante Concentración de portadores
5 GaN 2 nm
4 AlxGa1 – xN 8 nm 0.26
3 AlN 1 nm No dopado
2 GaN ≥1000 nm No dopado
1 Capa de transición / búfer
Sustrato Silicio 350 µm / 625 µm

2.3  2″(50.8mm),4″ (100mm)AlGaN/GaN HEMT Epi Wafer on Si

2.3.1 Specifications for Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) / Gallium Nitride (GaN) Transistor de alta movilidad de electrones (HEMT) sobre sustrato de silicio.

Requisitos Especificaciones
Oblea Epi de AlGaN / GaN HEMT en Si  
Estructura AlGaN / GaN HEMT Consulte 1.2
material del sustrato Silicio
Orientación <111>
método de crecimiento Zona de flotación
Tipo de conducción P o N
Tamaño (pulgada) 2 ", 4"
Espesor (μm) 625
Trasero Áspero
Resistividad (Ω-cm) >6000
Arco (μm) ≤ ± 35

2.3.2 Epi structure: Crack-free Epilayers

Capa # Composición Espesor X dopante Concentración de portadores
5 GaN 2 nm
4 AlxGa1 – xN 8 nm 0.26
3 AlN 1 nm No dopado
2 GaN ≥1000 nm No dopado
1 Capa de transición / búfer
Sustrato Silicio 350 µm / 625 µm

2.3.3 Electrical Properties of the AlGaN/GaN HEMT structure

Movilidad 2DEG (a 300 K): ≥1,800 cm2 / Vs

Densidad del portador de hojas 2DEG (a 300 K): ≥0,9 × 1013 cm-2

Rugosidad RMS (AFM): ≤ 0,5 nm (5,0 µm × 5,0 µm de área de exploración)

2,4 2″(50,8 mm)AlGaN/GaN en zafiro

Para obtener especificaciones de AlGaN / GaN en una plantilla de zafiro, comuníquese con nuestro departamento de ventas: sales@powerwaywafer.com.

Aplicaciones HEMT de GaN:Se utiliza en diodos láser azules, LED ultravioleta (hasta 250 nm) y dispositivos HEMT de AlGaN/GaN.

3. Explicación de los HEMT de AlGaN/Al/GaN:

Los HEMT de nitruro se están desarrollando intensamente para la electrónica de alta potencia en aplicaciones de conmutación de potencia y amplificación de alta frecuencia. A menudo, el alto rendimiento en la operación de CC se pierde cuando se cambia el HEMT; por ejemplo, la corriente en funcionamiento colapsa cuando se pulsa la señal de la puerta. Se cree que tales efectos están relacionados con la captura de carga que enmascara el efecto de la puerta sobre el flujo de corriente. Se han utilizado placas de campo en los electrodos de fuente y puerta para manipular el campo eléctrico en el dispositivo, mitigando tales fenómenos de colapso de corriente.

4. Tecnología epitaxial de GaN: epitaxia de GaN personalizada sobre sustratos de SiC, Si y zafiro para HEMT y LED:

OBLEAS EPITAXIALES GAN HEMT (OBLEAS GAN EPI)

PAM XIAMEN ofrece crecimiento epitaxial de HEMT basado en AlGaN/GaN en obleas de Si

5. Dispositivo GaN:

GaN SBD

GaN HEMT

6. Equipos de caracterización de pruebas:

Resistencia de la hoja sin contacto

Mapeo láser de espesor de película fina

Sesgo inverso de alta temperatura / alta humedad

Choque termal

Microscopio DIC Nomarski

Microscopio de fuerza atómica (AFM)

Escaneo de defectos de superficie

Sesgo inverso de alta temperatura

Resistencia de hoja 4PP

Movilidad Hall sin contacto

Ciclo de temperatura

Difracción de rayos X (XRD) / Reflectancia (XRR)

Espesor del elipsómetro

Perfilómetro

Probador de CV

7. Fabricación de fundiciones:

También ofrecemos fundición.HEMT de GaNfabricación en el siguiente proceso de la siguiente manera:

Epitaxia MOCVD

Proyección de metales / E-Beam

Grabado seco / húmedo de metal / dieléctrico

Película fina PECVD / LPCVD / Sputtering

Recocido en horno / RTA

Fotolitografía (0.35um min. CD)

Implantación de iones

 

Observación:
El gobierno chino ha anunciado nuevos límites a la exportación de materiales de galio (como GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs y GaSb) y materiales de germanio utilizados para fabricar chips semiconductores. A partir del 1 de agosto de 2023, la exportación de estos materiales solo está permitida si obtenemos una licencia del Ministerio de Comercio de China. ¡Esperamos su comprensión y cooperación!

Más servicios de fabricación, visite:Servicios de fabricación de GaN para dispositivos HEMT

GaN HEMT / SiC epi-obleas

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¿Qué afecta los 2DEG de la oblea AlGaN/GaN HEMT?

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