Эпитксиальная пластина GaN HEMT RF на подложке Si, которая представляет собой полупроводник с широкой запрещенной зоной, может быть предложена PAM-XIAMEN. GaN HEMT на кремниевой пластине имеет очевидные преимущества в области мощных высокочастотных приложений. Что касается радиочастотных устройств GaN HEMT, они включают в себя PA, LNA, коммутатор, MMIC и т. Д., Которые в основном предназначены для базовых станций, спутников, радаров и других рынков.

1. Структуры RF GaN HEMT на кремнии (гетероструктуры на основе GaN на Si-подложке)

Эпитаксиальная структура № 1 для ВЧ-устройств GaN HEMT

RF GaN HEMT на размер кремниевой пластины	2 ", 4", 6 ", 8"
Структура НЕМТ / GaN, AlGaN	См 1.2
плотность носителя	> 9E12 см2
подвижность зал	/
Лист Resistivity	/
АСМ СКО (нм) 5x5um2	<0.25nm
Лук (мкм)	<= 30 мкм
Пограничное исключение	<5 мм
пассивирующий слой SiN,	0 ~ 5nm
верхний слой U-GaN,	/
Аль состав	20-30%
барьерный слой AlGaN	/
канал GaN	/
буфер AlGaN	/
AlN	/
материал подложки	Силиконовая подложка
Удельное сопротивление кремниевой подложки (Ом·см)	> 3000
Толщина пластины Si (мкм)	1000 мкм (2 дюйма), 1000 мкм (4 дюйма), 1300 мкм (6 дюймов), 1500 мкм (8 дюймов)

 

Эпи-структура GaN/Si HEMT № 2 для РЧ

PAM200211-HEMT

4-дюймовая эпиструктура GaN / Si HEMT для радиочастот
Слой	Материал	Толщина
4	AlGaN	–
3	AlN	0,5~1 нм
2	GaN (канальный слой)	–
1	Буфер (Al,Ga)N	–
подложка	Si (111), толщина 1000+/-25 мкм, прогиб < 50 мкм

 

Шероховатость лицевой стороны: < 0,5 нм

Электрофизические параметры измерены на контрольных структурах при комнатной температуре (~25 град С):

– Концентрация носителя в канале: >= 9*10^12 см^-2;

– Подвижность в канале: 1500~1700 см^¬2/Против

– Удельное сопротивление буфера: > 10^5 Ом*см. Все параметры измеряются на расстоянии > = 4 мм от края пластины.

Отклонение значений измеренных параметров от требуемых параметров: <= +/-10%.

No.3 GaN-on-Si HEMT Structure

PAMP20139 – HEMT

Layer No.	Layer Name	Материал	Толщина
5	Barrier layer	In(0.17)Al(0.83)N	–
4	Interlayer	AlN	–
3	Channel layer	GaN	–
2	Back barrier	In(0.15)Ga(0.85)N	2~3nm
1	RF buffer, Fe doped		–
	подложка	6-inch HR Si

 

No. 4 GaN / Si based HEMT Structure

PAM200808 – HMET

Layer No.	Layer Name	Материал	Толщина
6		in-situ SiN	–
5	Barrier layer	Al(0.23)Ga(0.77)N	–
4	Interlayer	AlN	–
3	Channel layer	GaN	–
2	Back barrier	In(0.15)Ga(0.85)N	2~3nm
1	RF buffer		–
	подложка	6-inch HR Si

 

No. 5 Si based GaN HEMT Epitaxial Wafer

PAM210201 – HEMT

Слой	Материал	Толщина
4	SiN	10nm
3	AlGaN(25% Al)	–
2	GaN	–
1	Buffer (Fe-free)	–
подложка	High Res Si <111>, 6inch, 650-675um

 

* Electron mobility >1800cm2/Vs

* Sheet charge density >9E12cm-2

* Bow <50um

 

Особенности GaN/Si Epiwafers для RF:
Высокая однородность и хорошая повторяемость;
Низкие радиочастотные потери

Типичные области применения эпипластов GaN/Si:
беспроводная связь 5G и 6G;
Применение твердотельной радиочастотной энергии

2. О GaN HEMT RF на Si Epi пластине

Текущая производительность промышленного производства радиочастотных пластин GaN HEMT на основе Si низка. Однако цена GaN HEMT на основе Si будет ниже, чем уGaN HEMT на основе SiCпотому что материал Si является наиболее зрелым, бездефектным и самым дешевым материалом подложки; в то же время Si может быть расширен до 8-дюймовых пластин, чтобы снизить себестоимость единицы продукции.

На рынке RF PA пропускная способность LDMOS PA будет значительно уменьшаться по мере увеличения частоты. Он эффективен только в диапазоне частот, не превышающем примерно 3,5 ГГц. Частота устройств GaN HEMT с использованием 0,25-микронного процесса может быть увеличена в 4 раза, а полоса пропускания может быть увеличена на 20%. Плотность мощности может достигать 6~8 Вт/мм (LDMOS составляет 1~2 Вт/мм), а время бесперебойной работы может достигать 1 миллиона часов, что является более долговечным и имеет очевидные преимущества в комплексной производительности.

3. Часто задаваемые вопросы о RF GaN HEMT на кремниевой пластине

Q1:Не могли бы вы предоставить нам информацию об очистке обратной стороны подложки от загрязнения Ga? У вас есть данные TXRF? Мы хотим интегрировать GaN в наш КМОП-процесс, и этот момент для нас очень важен.

:Наша рекомендация заключается в том, что вы можете купить эпитаксиальную пластину с подложкой в ​​​​заднем оксидном покрытии, после завершения роста эпитаксии заднее оксидное покрытие можно промыть травлением и обнажить исходную кремниевую подложку.

Q2: We are interested in buying GaN HEMT on Si for RF. I just have one question, you have mentioned a SiN passivation. Is this passivation in-situ ?

:Да, это на месте. Доступна структура RF GaN HEMT с 3-нм колпачком Si3Nx без колпачка GaN.

Q3: We have recently started processing devices on these InAlN/AlN/GaN HEMT structures and we find that the sheet resistance (Rs) values do not match with the specifications. In the test report (attached), Rs is mentioned as ~270-280 Ohm/sq on all these wafers. However, the devices processed on these wafers show an Rs of ~550 Ohm/sq (image attached). There is a gross mismatch between the quoted and the measured values! And we see this mismatch consistently on all the samples. Please let us know if the correct wafers are supplied.

: The Rs data was tested by Lehighton Square resistance tester before shipping,and the Si-based GaN HEMT wafers are produced strictly according to the structure you offered.
Please note that InAlN is a very unstable barrier material. In particular, this structure has no cap layer protection, and there is a high probability of square resistance degradation nearly one year.

Q4: I had a quick question regarding the SiN cap for GaN/Si epi wafers. Is the SiN cap grown in-situ in the MOCVD reactor, or is it deposited with LPCVD/PECVD?

: It is SiN cap grown in-situ on GaN HEMT wafer in the MOCVD reactor.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com иpowerwaymaterial@gmail.com.