Эпислои GaN обычно выращивают методом MOCVD на различных подложках, таких как сапфир, подложка Si и SiC. Выбор подложки варьируется в зависимости от потребностей применения. Таким образом, для применения RF MOSFET (металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор) подложка SiC, которая может обеспечить самые высокие уровни мощностиGaN вафли, с другими выдающимися характеристиками, обеспечивающими их использование в самых сложных условиях, является предпочтительным материалом для термоэпитаксиального выращивания GaN. Перечисленная ниже структура GaN MOSFET на основе SiC выращивается для радиочастотных приложений. Кроме того, мы можем вырастить нестандартную структуру эпитаксиального GaN-транзистора для радиочастотных устройств.
1. Эпитаксия структуры GaN MOSFET на подложке SiC для радиочастотных приложений
PAM200409-МОП-транзистор
No.1Структура МОП-транзистора AlGaN / GaN
|
4-дюймовый GaN на SiC Epi-Wafer (MOCVD) |
||||
| Имя слоя | Материал | Толщина (А) | добавка | Концентрация (см-3) |
| 4. Крышка | грех | 60 | – | – |
| 3. Барьер | AlN | – | N / A | N / A |
| 2. Буфер | GaN-канал | – | – | – |
| буфер AlGaN | ||||
| 1. Зарождение | Зарождение | Стандарт | ||
| SiC подложки | ||||
№ 2GaN на пластинах SiC со структурами EPI для RF MOSFET
| 4-дюймовый GaN на SiC Epi-Wafer (MOCVD) | ||||
| Имя слоя | Материал | Толщина (А) | добавка | Концентрация (см-3) |
| 5. Крышка | GaN | – | UID | – |
| 4. Барьер | Al0.25Джорджия0.75N | – | N / A | N / A |
| 3. Распорка | AlN | 8 | N / A | N / A |
| 2. Буфер | GaN-канал | – | Fe дурь подальше от канала | |
| буфер GaN | ||||
| 1. Зарождение | Зарождение | Стандарт | ||
| SiC подложки | ||||
Для внутреннего пространства мобильных телефонов эпиструктура GaN на SiC может обеспечить хороший контроль энергопотребления. В спутниковой связи с высокими требованиями к частоте и высокой выходной мощности технология нитрида галлия (GaN) постепенно заменит GaAs и Si в качестве нового решения, поскольку GaN MOSFET имеет преимущества.
Среди них пластина GaN-on-SiC MOSFET сочетает в себе превосходную теплопроводность SiC с высокой плотностью мощности и низкими потерями GaN. По сравнению с Si, SiC является очень рассеивающей подложкой, заставляя устройства работать при высоких напряжениях и больших токах стока, температура перехода будет медленно увеличиваться с ростом ВЧ-мощности, что приводит к улучшению ВЧ-характеристик и подходящему материалу для ВЧ-приложений.
2. Почему пластина GaN-on-SiC MOSFET лучше других полупроводников на рынке ВЧ?
Ожидается, что в ближайшем будущем полевые МОП-транзисторы GaN-on-SiC заменят доминирующее положение LDMOS на основе кремния на рынке радиочастот. А GaN на эпитаксиальной пластине SiC выделяется в ВЧ-приложениях по следующим причинам:
GaN имеет сильное электрическое поле пробоя из-за большой ширины запрещенной зоны, что позволяет устройствам GaN работать при гораздо более высоких напряжениях, чем другие полупроводниковые устройства. При воздействии достаточно сильного электрического поля электроны в полупроводнике могут получить достаточную кинетическую энергию, чтобы разорвать химические связи (процесс, известный как ударная ионизация или пробой напряжения). Если ударная ионизация не контролируется, производительность устройства может ухудшиться. Поскольку устройства GaN могут работать при более высоких напряжениях, их можно использовать в приложениях с более высокой мощностью.
Электроны на GaN имеют очень высокую скорость насыщения (скорость электронов в чрезвычайно сильных электрических полях). В сочетании с большой емкостью заряда GaN MOSFET на подложке SiC способны обеспечить гораздо более высокую плотность тока.
Выходная ВЧ-мощность является произведением колебаний напряжения и тока, поэтому чем выше напряжение и выше плотность тока, тем больше ВЧ-мощности может быть произведено в транзисторе в натуральную величину. Короче говоря, устройства, изготовленные на вертикальных GaN MOSFET, обеспечивают гораздо более высокую плотность мощности.
Устройства GaN-on-SiC обладают необычными тепловыми свойствами, в основном из-за высокой теплопроводности SiC. В частности, температура устройства на структуре GaN MOSFET не становится такой высокой, как устройство GaAs или Si при одинаковом энергопотреблении. Чем ниже температура устройства, тем оно надежнее.
3. О МОП-транзисторах
MOSFET представляет собой тип IGFET (полевой транзистор с изолированным затвором), изготовленный путем контролируемого окисления полупроводника. Это полевой транзистор, который можно широко использовать в аналоговых и цифровых схемах. По полярности канала (рабочей несущей) MOSFET можно разделить на N-тип и P-тип, который также известен как NMOSFET (NMOS) и PMOSFET (PMOS). Для GaN MOSFET по сравнению с Si MOSFET GaN MOSFET может переключаться быстрее, чем у кремния, а скорость нарастания dV/dt составляет более 100 В/нсек.
Существует много распространенных технологий MOSFET, таких как MOSFET с двойным затвором, MOSFET с режимом истощения, силовой MOSFET, MOSFET с двойной диффузией и так далее. Среди всех типов полевые МОП-транзисторы с двумя затворами обычно используются в радиочастотных интегральных схемах. Оба затвора этого полевого МОП-транзистора могут управлять величиной тока. В радиочастотных схемах второй затвор полевого МОП-транзистора с двумя затворами в основном используется для управления усилением, смесителем или преобразованием частоты.
Типичная структура полевого МОП-транзистора с двойным затвором на кремниевой подложке
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.