Dla urządzeń RF, mikrofalowych i fal milimetrowych podłoże nie jest tylko mechanicznym wsparciem. Jego izolacja elektryczna, jakość kryształu, zachowanie termiczne i stan powierzchni mogą bezpośrednio wpływać na prąd upływu urządzenia, straty RF, zachowanie przebiciowe i wydajność epitaksjalną.
Półprzewodnikowe płytki GaN są zaprojektowane tak, aby tłumić niepożądane przewodnictwo elektryczne przez podłoże. Są one coraz częściej rozważane do zastosowań w GaN HEMT, wzmacniaczach mocy RF, modułach radarowych, systemach komunikacji satelitarnej i innych urządzeniach wysokiej częstotliwości wymagających silnej izolacji i kontrolowanych efektów pasożytniczych.
Jednak zakup płytki opisanej jedynie jako „półprzewodnikowy GaN” jest ryzykowny. Kupujący muszą również zdefiniować rezystywność, gęstość dyslokacji przechodzących, metodę kompensacji, orientację powierzchni, geometrię płytki i wymagania dotyczące inspekcji.
Ten przewodnik wyjaśnia najważniejsze parametry i zawiera praktyczną listę kontrolną RFQ do pozyskiwania półprzewodnikowychpłytek GaN.
Półprzewodnikowa płytka GaN to podłoże z azotku galu o bardzo wysokiej rezystywności elektrycznej w porównaniu do przewodzącego GaN typu N.
GaN naturalnie wykazuje resztkową przewodność typu N z powodu zanieczyszczeń i defektów własnych. Aby uzyskać zachowanie półprzewodnikowe, te wolne nośniki muszą być skompensowane przez głębokie akceptory lub inne kontrolowane mechanizmy defektów.
Typowe podejścia kompensacyjne obejmują:
Te podejścia nie są elektrycznie identyczne. Stężenie i rozkład domieszki mogą wpływać na rezystywność, pułapkowanie nośników, stabilność temperaturową i dynamiczne zachowanie urządzenia. Badania porównujące podłoża HVPE GaN domieszkowane Fe, C i Mn wykazały różne poziomy akceptorów i charakterystyki przewodzenia, potwierdzając, że kupujący nie powinni traktować każdej półprzewodnikowej płytki jako równoważnej.
Zintegrowane urządzenia RF mogą zawierać wiele tranzystorów, elementów pasywnych i struktur transmisyjnych na tej samej płytce. Przewodzące podłoże może tworzyć niezamierzone ścieżki elektryczne między komponentami.
Półprzewodnikowe podłoże pomaga izolować sąsiednie urządzenia i zmniejsza upływ związany z podłożem.
Przy wysokich częstotliwościach ścieżki przewodzące wewnątrz podłoża mogą pochłaniać energię RF i zmniejszać wydajność urządzenia. Wysoka rezystywność objętościowa pomaga tłumić te prądy pasożytnicze.
Jednak rezystywność nie jest jedynym czynnikiem kontrolującym straty RF. Należy również wziąć pod uwagę bufor epitaksjalny, jakość interfejsu, rozkład pułapek, właściwości dielektryczne i układ urządzenia.
Elektrycznie izolująca platforma zapewnia bardziej stabilne odcięcie urządzenia i pomaga zmniejszyć niepożądany prąd przepływający przez bufor lub podłoże podczas pracy w stanie wyłączenia.
Jest to szczególnie ważne dla AlGaN/GaN HEMT pracujących przy wysokim napięciu lub wysokiej gęstości mocy RF.
Wolnostojące podłoże GaN pozwala na wzrost warstw epitaksjalnych GaN na rodzimym krysztale GaN zamiast na obcym podłożu, takim jak szafir, krzem lub SiC.
Wzrost GaN-na-GaN może zmniejszyć naprężenia związane z niedopasowaniem sieci i zapewnić platformę o niższej liczbie defektów. Ostateczna zaleta nadal zależy od jakości podłoża, projektu epitaksjalnego i warunków przetwarzania.
Rezystywność wskazuje, jak silnie płytka opiera się prądowi elektrycznemu. Jest zwykle wyrażana w om-centymetrach:
Ω·cm
Prądowa 2-calowa wolnostojąca półprzewodnikowa płytka GaN może określać rezystywność powyżej10&sup6; Ω·cm przy 300 K. Należy to traktować jako przykład specyficzny dla produktu, a nie uniwersalny standard branży RF. Różne projekty RF mogą wymagać różnych wartości minimalnych.
Przy żądaniu danych dotyczących rezystywności kupujący powinni potwierdzić:
Dostawca może podać tylko najwyższą lub środkową wartość rezystywności. Nie pokazuje to, czy cały użyteczny obszar spełnia wymagane specyfikacje elektryczne.
W produkcji RF mapa rezystywności całej płytki lub raport z pomiarów wielopunktowych jest bardziej użyteczny niż pojedynczy wynik z punktu centralnego.
Kupujący powinni również unikać zakładania, że najwyższa możliwa rezystywność automatycznie daje najlepsze urządzenie. Nadmierne lub źle kontrolowane domieszkowanie głębokich poziomów może wprowadzać pułapkowanie nośników i wpływać na dynamiczne działanie urządzenia.
TDD oznaczagęstość dyslokacji przechodzących. Opisuje liczbę dyslokacji przechodzących przez zdefiniowany obszar kryształu GaN i jest zwykle podawana w:
cm²
Dyslokacje przechodzące można klasyfikować jako:
Niższe TDD zazwyczaj zapewnia lepszą platformę do wzrostu epitaksjalnego i może wspierać ulepszoną jednorodność płytki, zmniejszony upływ i wyższą niezawodność urządzenia. Niemniej jednak TDD musi być oceniane razem z defektami powierzchni, makrodefektami, jednorodnością domieszkowania i jakością kolejnej struktury epitaksjalnej.
Wolnostojące płytki GaN zazwyczaj oferują niższe TDD niż warstwy GaN rosnące bezpośrednio na obcych podłożach o dużym niedopasowaniu. Opublikowane badania dotyczące wolnostojącego półprzewodnikowego GaN podają również wartości TDD w okolicach 10&sup6; cm², chociaż rzeczywisty wynik zależy od technologii wzrostu i klasy płytki.
Różne metody inspekcji mogą dawać różne wyniki. RFQ powinno zatem określać zarówno limit TDD, jak i wymaganą metodę pomiaru.
Typowe metody obejmują:
FWHM XRD może dostarczyć użytecznych informacji o jakości kryształu, ale nie należy go automatycznie traktować jako bezpośredniego zamiennika pomiaru TDD.
Poproś dostawcę o zidentyfikowanie:
Płytka może mieć wysoką rezystywność, ale nieakceptowalną gęstość dyslokacji. Może również mieć niskie TDD, ale niewystarczającą izolację elektryczną.
W zastosowaniach RF następująca kombinacja jest zazwyczaj bardziej znacząca niż jakakolwiek pojedyncza specyfikacja:
| Parametr | Co kontroluje |
|---|---|
| Rezystywność objętościowa | Przewodnictwo podłoża i izolacja elektryczna |
| Jednorodność rezystywności | Spójność urządzenia na całej płytce |
| TDD | Jakość kryształu, ryzyko upływu i wydajność epitaksjalna |
| Metoda kompensacji | Stabilność elektryczna i zachowanie pułapkowania |
| Chropowatość powierzchni | Nukleacja epitaksjalna i jakość interfejsu |
| TTV, łuk i wypaczenie | Obsługa sprzętu i jednorodność epitaksjalna |
| Gęstość makrodefektów | Użyteczny obszar i wydajność matrycy |
| Zachowanie termiczne | Gęstość mocy RF i rozpraszanie ciepła |
Produkty te są często mylone podczas zakupu.
Kompletna mechaniczna płytka wykonana jest głównie z GaN. Jest ona zazwyczaj produkowana przy użyciu technologii takich jak HVPE, a następnie oddzielana od oryginalnej platformy wzrostu.
Nadaje się, gdy kupujący chce rodzime podłoże GaN do niestandardowego wzrostu homoepitaksjalnego.
Szablon GaN zazwyczaj składa się z warstwy GaN rosnącej na szafirze, krzemie lub innym podłożu nośnym.
Szablony mogą być bardziej ekonomiczne, ale ich TDD, właściwości termiczne, naprężenia i zachowanie elektryczne różnią się od tych wolnostojącego GaN.
Płytka epitaksjalna zawiera strukturę warstwy urządzenia, taką jak warstwy nukleacji, warstwy buforowe, kanały GaN, międzywarstwy AlN, bariery AlGaN i warstwy pokrywające.
Przy zamawianiu epitaksjalnej płytki RF, oprócz podłoża, należy określić kompletną strukturę warstwy.
| Pozycja RFQ | Informacje do określenia |
| Forma produktu | Wolnostojące podłoże, szablon GaN lub kompletna płytka epitaksjalna |
| Zastosowanie | RF HEMT, wzmacniacz mikrofalowy, radar, satelita lub badania |
| Zakres częstotliwości | Częstotliwość pracy lub zamierzony pasmo RF |
| Średnica płytki | 2 cale, 4 cale lub rozmiar niestandardowy |
| Orientacja kryształu | Płaszczyzna C (0001), płaszczyzna A, płaszczyzna M lub niestandardowa |
| Polaryzacja powierzchni | Strona Ga lub strona N |
| Kąt odchylenia | Kąt nominalny, kierunek i tolerancja |
| Grubość | Grubość nominalna i tolerancja |
| Typ przewodnictwa | Półprzewodnikowy |
| Rezystywność | Wartość minimalna w określonej temperaturze |
| Kompensacja | Domieszkowany Fe, kompensowany C, UID lub inny |
| TDD | Maksymalna wartość średnia i lokalna |
| XRD | Wymagane FWHM i płaszczyzna odbicia |
| Wykończenie powierzchni | SSP lub DSP, gotowy do epitaksji lub polerowany optycznie |
| Chropowatość powierzchni | Maksymalne Ra i obszar pomiaru |
| TTV | Maksymalne całkowite odchylenie grubości |
| Łuk i wypaczenie | Maksymalne dopuszczalne wartości |
| Makrodefekty | Limity akceptacji dołków, pęknięć i wtrąceń |
| Użyteczny obszar | Minimalny procent i wykluczenie krawędzi |
| Tył | Wykończenie szlifowane, polerowane lub specyficzne dla urządzenia |
| Inspekcja | Mapa rezystywności, mapa TDD, AFM, XRD lub raport optyczny |
| Opakowanie | Pojedynczy pojemnik, pakowanie w czystym pomieszczeniu i ochrona azotem |
| Ilość | Próbki, partia pilotażowa lub wolumen produkcyjny |
Poniższy przykład można wysłać do dostawcy i dostosować do procesu urządzenia:
Produkt: Wolnostojące półprzewodnikowe podłoże GaN
Zastosowanie: Wzrost epitaksjalny AlGaN/GaN RF HEMT
Średnica: 50,8 mm
Orientacja: Płaszczyzna C (0001)
Polaryzacja powierzchni: Strona Ga
Grubość: 330 ± 25 µm
Przewodnictwo: Półprzewodnikowy
Rezystywność: Większa niż 10&sup6; Ω·cm przy 300 K
TDD: Mniejsze niż 5 × 10&sup6; cm²
TTV: Maksymalnie 15 µm
Łuk: Maksymalnie 20 µm
Powierzchnia przednia: Polerowana, gotowa do epitaksji
Chropowatość powierzchni: Ra poniżej 0,2 nm
Powierzchnia tylna: Drobno szlifowana lub polerowana
Użyteczny obszar: Więcej niż 90%
Inspekcja: Raport z pomiaru rezystywności, TDD, TTV, łuku, AFM i defektów optycznych
Ilość: 5 sztuk do kwalifikacji, a następnie produkcja pilotażowa
Opakowanie: Pojedynczy pojemnik na płytkę w czystym pomieszczeniu pod azotem
Powyższe wartości są przykładem konfiguracji zakupu. Ostateczne limity akceptacji powinny być potwierdzone zgodnie z reaktorem epitaksjalnym, strukturą urządzenia RF i dostępną klasą płytki.
Szablon, wolnostojące podłoże i gotowa płytka epitaksjalna to różne produkty. Zawsze należy określić, który z nich jest wymagany.
Właściwości elektryczne mogą zmieniać się wraz z temperaturą. RFQ powinno określać temperaturę pomiaru, zazwyczaj zaczynając od 300 K.
Dwóch dostawców może używać różnych metod inspekcji i podawać wyniki, które nie są bezpośrednio porównywalne.
Domieszkowany Fe, kompensowany węglem i inne półprzewodnikowe materiały GaN mogą wykazywać różne zachowania związane z pułapkowaniem i zależne od temperatury.
Płytka o niskim TDD może nadal powodować problemy z przetwarzaniem, jeśli jej TTV, łuk, chropowatość powierzchni lub jakość krawędzi są nieodpowiednie dla sprzętu klienta.
Kupujący RF powinni zazwyczaj testować małą partię kwalifikacyjną przed zatwierdzeniem zamówienia produkcyjnego. Akceptacja płytki powinna opierać się zarówno na inspekcji przychodzącej, jak i na rzeczywistych wynikach epitaksjalnych lub urządzeń.
Nie ma jednej wartości odpowiedniej dla każdego urządzenia RF. Specyfikacja powyżej 10&sup6; Ω·cm przy 300 K może być używana jako punkt wyjścia dla niektórych wolnostojących produktów GaN, ale ostateczne wymaganie powinno być określone przez strukturę urządzenia, częstotliwość, napięcie i cel izolacji.
Niższe TDD jest generalnie pożądane, ale nie jest to jedyny wskaźnik jakości. Defekty powierzchni, jednorodność rezystywności, makrodefekty, geometria płytki i proces epitaksjalny również wpływają na ostateczną wydajność urządzenia.
Półprzewodnikowy GaN domieszkowany Fe wykorzystuje głębokie poziomy akceptorów związane z żelazem do kompensacji resztkowych nośników. Materiał opisany jako niedomieszkowany lub UID może wykorzystywać inne mechanizmy kompensacji. Kupujący powinni żądać faktycznej metody kompensacji i charakterystyki elektrycznej zamiast polegać tylko na nazwie produktu.
Tak. Może być używany do bocznych urządzeń mocy i RF, które wymagają izolacji podłoża. Przewodzący GaN typu N jest generalnie bardziej odpowiedni dla pionowych struktur urządzeń, gdzie prąd musi przepływać przez podłoże.
Produkty 2-calowe i 4-calowe są dostępne u wybranych dostawców, ale dostępność 4-calowych, klasa, czas realizacji i specyfikacje użytecznego obszaru powinny być potwierdzone przed finalizacją projektu urządzenia.
Gotowa do epitaksji, jednostronnie polerowana powierzchnia jest wystarczająca dla wielu procesów epitaksjalnych. Polerowanie dwustronne może być wymagane do klejenia, wyrównania tylnej strony, inspekcji optycznej lub specjalistycznego przetwarzania urządzeń.
Półprzewodnikowe płytki GaN mogą stanowić cenną rodzimą platformę podłoża dla RF HEMT, urządzeń mikrofalowych i badań wysokiej częstotliwości. Pomyślny zakup wymaga więcej niż tylko zamówienia płytki GaN o wysokiej rezystywności.
Kupujący powinni zdefiniować formę produktu, rezystywność, metodę kompensacji, TDD, orientację powierzchni, geometrię płytki, warunki polerowania i metodę inspekcji w RFQ.
Do wyceny i oceny technicznej należy podać:
Kompletna specyfikacja pozwala dostawcy na rekomendację realistycznej klasy płytki i zmniejsza ryzyko otrzymania materiału, który spełnia podstawową kartę katalogową, ale nie działa poprawnie w procesie RF.
Dla urządzeń RF, mikrofalowych i fal milimetrowych podłoże nie jest tylko mechanicznym wsparciem. Jego izolacja elektryczna, jakość kryształu, zachowanie termiczne i stan powierzchni mogą bezpośrednio wpływać na prąd upływu urządzenia, straty RF, zachowanie przebiciowe i wydajność epitaksjalną.
Półprzewodnikowe płytki GaN są zaprojektowane tak, aby tłumić niepożądane przewodnictwo elektryczne przez podłoże. Są one coraz częściej rozważane do zastosowań w GaN HEMT, wzmacniaczach mocy RF, modułach radarowych, systemach komunikacji satelitarnej i innych urządzeniach wysokiej częstotliwości wymagających silnej izolacji i kontrolowanych efektów pasożytniczych.
Jednak zakup płytki opisanej jedynie jako „półprzewodnikowy GaN” jest ryzykowny. Kupujący muszą również zdefiniować rezystywność, gęstość dyslokacji przechodzących, metodę kompensacji, orientację powierzchni, geometrię płytki i wymagania dotyczące inspekcji.
Ten przewodnik wyjaśnia najważniejsze parametry i zawiera praktyczną listę kontrolną RFQ do pozyskiwania półprzewodnikowychpłytek GaN.
Półprzewodnikowa płytka GaN to podłoże z azotku galu o bardzo wysokiej rezystywności elektrycznej w porównaniu do przewodzącego GaN typu N.
GaN naturalnie wykazuje resztkową przewodność typu N z powodu zanieczyszczeń i defektów własnych. Aby uzyskać zachowanie półprzewodnikowe, te wolne nośniki muszą być skompensowane przez głębokie akceptory lub inne kontrolowane mechanizmy defektów.
Typowe podejścia kompensacyjne obejmują:
Te podejścia nie są elektrycznie identyczne. Stężenie i rozkład domieszki mogą wpływać na rezystywność, pułapkowanie nośników, stabilność temperaturową i dynamiczne zachowanie urządzenia. Badania porównujące podłoża HVPE GaN domieszkowane Fe, C i Mn wykazały różne poziomy akceptorów i charakterystyki przewodzenia, potwierdzając, że kupujący nie powinni traktować każdej półprzewodnikowej płytki jako równoważnej.
Zintegrowane urządzenia RF mogą zawierać wiele tranzystorów, elementów pasywnych i struktur transmisyjnych na tej samej płytce. Przewodzące podłoże może tworzyć niezamierzone ścieżki elektryczne między komponentami.
Półprzewodnikowe podłoże pomaga izolować sąsiednie urządzenia i zmniejsza upływ związany z podłożem.
Przy wysokich częstotliwościach ścieżki przewodzące wewnątrz podłoża mogą pochłaniać energię RF i zmniejszać wydajność urządzenia. Wysoka rezystywność objętościowa pomaga tłumić te prądy pasożytnicze.
Jednak rezystywność nie jest jedynym czynnikiem kontrolującym straty RF. Należy również wziąć pod uwagę bufor epitaksjalny, jakość interfejsu, rozkład pułapek, właściwości dielektryczne i układ urządzenia.
Elektrycznie izolująca platforma zapewnia bardziej stabilne odcięcie urządzenia i pomaga zmniejszyć niepożądany prąd przepływający przez bufor lub podłoże podczas pracy w stanie wyłączenia.
Jest to szczególnie ważne dla AlGaN/GaN HEMT pracujących przy wysokim napięciu lub wysokiej gęstości mocy RF.
Wolnostojące podłoże GaN pozwala na wzrost warstw epitaksjalnych GaN na rodzimym krysztale GaN zamiast na obcym podłożu, takim jak szafir, krzem lub SiC.
Wzrost GaN-na-GaN może zmniejszyć naprężenia związane z niedopasowaniem sieci i zapewnić platformę o niższej liczbie defektów. Ostateczna zaleta nadal zależy od jakości podłoża, projektu epitaksjalnego i warunków przetwarzania.
Rezystywność wskazuje, jak silnie płytka opiera się prądowi elektrycznemu. Jest zwykle wyrażana w om-centymetrach:
Ω·cm
Prądowa 2-calowa wolnostojąca półprzewodnikowa płytka GaN może określać rezystywność powyżej10&sup6; Ω·cm przy 300 K. Należy to traktować jako przykład specyficzny dla produktu, a nie uniwersalny standard branży RF. Różne projekty RF mogą wymagać różnych wartości minimalnych.
Przy żądaniu danych dotyczących rezystywności kupujący powinni potwierdzić:
Dostawca może podać tylko najwyższą lub środkową wartość rezystywności. Nie pokazuje to, czy cały użyteczny obszar spełnia wymagane specyfikacje elektryczne.
W produkcji RF mapa rezystywności całej płytki lub raport z pomiarów wielopunktowych jest bardziej użyteczny niż pojedynczy wynik z punktu centralnego.
Kupujący powinni również unikać zakładania, że najwyższa możliwa rezystywność automatycznie daje najlepsze urządzenie. Nadmierne lub źle kontrolowane domieszkowanie głębokich poziomów może wprowadzać pułapkowanie nośników i wpływać na dynamiczne działanie urządzenia.
TDD oznaczagęstość dyslokacji przechodzących. Opisuje liczbę dyslokacji przechodzących przez zdefiniowany obszar kryształu GaN i jest zwykle podawana w:
cm²
Dyslokacje przechodzące można klasyfikować jako:
Niższe TDD zazwyczaj zapewnia lepszą platformę do wzrostu epitaksjalnego i może wspierać ulepszoną jednorodność płytki, zmniejszony upływ i wyższą niezawodność urządzenia. Niemniej jednak TDD musi być oceniane razem z defektami powierzchni, makrodefektami, jednorodnością domieszkowania i jakością kolejnej struktury epitaksjalnej.
Wolnostojące płytki GaN zazwyczaj oferują niższe TDD niż warstwy GaN rosnące bezpośrednio na obcych podłożach o dużym niedopasowaniu. Opublikowane badania dotyczące wolnostojącego półprzewodnikowego GaN podają również wartości TDD w okolicach 10&sup6; cm², chociaż rzeczywisty wynik zależy od technologii wzrostu i klasy płytki.
Różne metody inspekcji mogą dawać różne wyniki. RFQ powinno zatem określać zarówno limit TDD, jak i wymaganą metodę pomiaru.
Typowe metody obejmują:
FWHM XRD może dostarczyć użytecznych informacji o jakości kryształu, ale nie należy go automatycznie traktować jako bezpośredniego zamiennika pomiaru TDD.
Poproś dostawcę o zidentyfikowanie:
Płytka może mieć wysoką rezystywność, ale nieakceptowalną gęstość dyslokacji. Może również mieć niskie TDD, ale niewystarczającą izolację elektryczną.
W zastosowaniach RF następująca kombinacja jest zazwyczaj bardziej znacząca niż jakakolwiek pojedyncza specyfikacja:
| Parametr | Co kontroluje |
|---|---|
| Rezystywność objętościowa | Przewodnictwo podłoża i izolacja elektryczna |
| Jednorodność rezystywności | Spójność urządzenia na całej płytce |
| TDD | Jakość kryształu, ryzyko upływu i wydajność epitaksjalna |
| Metoda kompensacji | Stabilność elektryczna i zachowanie pułapkowania |
| Chropowatość powierzchni | Nukleacja epitaksjalna i jakość interfejsu |
| TTV, łuk i wypaczenie | Obsługa sprzętu i jednorodność epitaksjalna |
| Gęstość makrodefektów | Użyteczny obszar i wydajność matrycy |
| Zachowanie termiczne | Gęstość mocy RF i rozpraszanie ciepła |
Produkty te są często mylone podczas zakupu.
Kompletna mechaniczna płytka wykonana jest głównie z GaN. Jest ona zazwyczaj produkowana przy użyciu technologii takich jak HVPE, a następnie oddzielana od oryginalnej platformy wzrostu.
Nadaje się, gdy kupujący chce rodzime podłoże GaN do niestandardowego wzrostu homoepitaksjalnego.
Szablon GaN zazwyczaj składa się z warstwy GaN rosnącej na szafirze, krzemie lub innym podłożu nośnym.
Szablony mogą być bardziej ekonomiczne, ale ich TDD, właściwości termiczne, naprężenia i zachowanie elektryczne różnią się od tych wolnostojącego GaN.
Płytka epitaksjalna zawiera strukturę warstwy urządzenia, taką jak warstwy nukleacji, warstwy buforowe, kanały GaN, międzywarstwy AlN, bariery AlGaN i warstwy pokrywające.
Przy zamawianiu epitaksjalnej płytki RF, oprócz podłoża, należy określić kompletną strukturę warstwy.
| Pozycja RFQ | Informacje do określenia |
| Forma produktu | Wolnostojące podłoże, szablon GaN lub kompletna płytka epitaksjalna |
| Zastosowanie | RF HEMT, wzmacniacz mikrofalowy, radar, satelita lub badania |
| Zakres częstotliwości | Częstotliwość pracy lub zamierzony pasmo RF |
| Średnica płytki | 2 cale, 4 cale lub rozmiar niestandardowy |
| Orientacja kryształu | Płaszczyzna C (0001), płaszczyzna A, płaszczyzna M lub niestandardowa |
| Polaryzacja powierzchni | Strona Ga lub strona N |
| Kąt odchylenia | Kąt nominalny, kierunek i tolerancja |
| Grubość | Grubość nominalna i tolerancja |
| Typ przewodnictwa | Półprzewodnikowy |
| Rezystywność | Wartość minimalna w określonej temperaturze |
| Kompensacja | Domieszkowany Fe, kompensowany C, UID lub inny |
| TDD | Maksymalna wartość średnia i lokalna |
| XRD | Wymagane FWHM i płaszczyzna odbicia |
| Wykończenie powierzchni | SSP lub DSP, gotowy do epitaksji lub polerowany optycznie |
| Chropowatość powierzchni | Maksymalne Ra i obszar pomiaru |
| TTV | Maksymalne całkowite odchylenie grubości |
| Łuk i wypaczenie | Maksymalne dopuszczalne wartości |
| Makrodefekty | Limity akceptacji dołków, pęknięć i wtrąceń |
| Użyteczny obszar | Minimalny procent i wykluczenie krawędzi |
| Tył | Wykończenie szlifowane, polerowane lub specyficzne dla urządzenia |
| Inspekcja | Mapa rezystywności, mapa TDD, AFM, XRD lub raport optyczny |
| Opakowanie | Pojedynczy pojemnik, pakowanie w czystym pomieszczeniu i ochrona azotem |
| Ilość | Próbki, partia pilotażowa lub wolumen produkcyjny |
Poniższy przykład można wysłać do dostawcy i dostosować do procesu urządzenia:
Produkt: Wolnostojące półprzewodnikowe podłoże GaN
Zastosowanie: Wzrost epitaksjalny AlGaN/GaN RF HEMT
Średnica: 50,8 mm
Orientacja: Płaszczyzna C (0001)
Polaryzacja powierzchni: Strona Ga
Grubość: 330 ± 25 µm
Przewodnictwo: Półprzewodnikowy
Rezystywność: Większa niż 10&sup6; Ω·cm przy 300 K
TDD: Mniejsze niż 5 × 10&sup6; cm²
TTV: Maksymalnie 15 µm
Łuk: Maksymalnie 20 µm
Powierzchnia przednia: Polerowana, gotowa do epitaksji
Chropowatość powierzchni: Ra poniżej 0,2 nm
Powierzchnia tylna: Drobno szlifowana lub polerowana
Użyteczny obszar: Więcej niż 90%
Inspekcja: Raport z pomiaru rezystywności, TDD, TTV, łuku, AFM i defektów optycznych
Ilość: 5 sztuk do kwalifikacji, a następnie produkcja pilotażowa
Opakowanie: Pojedynczy pojemnik na płytkę w czystym pomieszczeniu pod azotem
Powyższe wartości są przykładem konfiguracji zakupu. Ostateczne limity akceptacji powinny być potwierdzone zgodnie z reaktorem epitaksjalnym, strukturą urządzenia RF i dostępną klasą płytki.
Szablon, wolnostojące podłoże i gotowa płytka epitaksjalna to różne produkty. Zawsze należy określić, który z nich jest wymagany.
Właściwości elektryczne mogą zmieniać się wraz z temperaturą. RFQ powinno określać temperaturę pomiaru, zazwyczaj zaczynając od 300 K.
Dwóch dostawców może używać różnych metod inspekcji i podawać wyniki, które nie są bezpośrednio porównywalne.
Domieszkowany Fe, kompensowany węglem i inne półprzewodnikowe materiały GaN mogą wykazywać różne zachowania związane z pułapkowaniem i zależne od temperatury.
Płytka o niskim TDD może nadal powodować problemy z przetwarzaniem, jeśli jej TTV, łuk, chropowatość powierzchni lub jakość krawędzi są nieodpowiednie dla sprzętu klienta.
Kupujący RF powinni zazwyczaj testować małą partię kwalifikacyjną przed zatwierdzeniem zamówienia produkcyjnego. Akceptacja płytki powinna opierać się zarówno na inspekcji przychodzącej, jak i na rzeczywistych wynikach epitaksjalnych lub urządzeń.
Nie ma jednej wartości odpowiedniej dla każdego urządzenia RF. Specyfikacja powyżej 10&sup6; Ω·cm przy 300 K może być używana jako punkt wyjścia dla niektórych wolnostojących produktów GaN, ale ostateczne wymaganie powinno być określone przez strukturę urządzenia, częstotliwość, napięcie i cel izolacji.
Niższe TDD jest generalnie pożądane, ale nie jest to jedyny wskaźnik jakości. Defekty powierzchni, jednorodność rezystywności, makrodefekty, geometria płytki i proces epitaksjalny również wpływają na ostateczną wydajność urządzenia.
Półprzewodnikowy GaN domieszkowany Fe wykorzystuje głębokie poziomy akceptorów związane z żelazem do kompensacji resztkowych nośników. Materiał opisany jako niedomieszkowany lub UID może wykorzystywać inne mechanizmy kompensacji. Kupujący powinni żądać faktycznej metody kompensacji i charakterystyki elektrycznej zamiast polegać tylko na nazwie produktu.
Tak. Może być używany do bocznych urządzeń mocy i RF, które wymagają izolacji podłoża. Przewodzący GaN typu N jest generalnie bardziej odpowiedni dla pionowych struktur urządzeń, gdzie prąd musi przepływać przez podłoże.
Produkty 2-calowe i 4-calowe są dostępne u wybranych dostawców, ale dostępność 4-calowych, klasa, czas realizacji i specyfikacje użytecznego obszaru powinny być potwierdzone przed finalizacją projektu urządzenia.
Gotowa do epitaksji, jednostronnie polerowana powierzchnia jest wystarczająca dla wielu procesów epitaksjalnych. Polerowanie dwustronne może być wymagane do klejenia, wyrównania tylnej strony, inspekcji optycznej lub specjalistycznego przetwarzania urządzeń.
Półprzewodnikowe płytki GaN mogą stanowić cenną rodzimą platformę podłoża dla RF HEMT, urządzeń mikrofalowych i badań wysokiej częstotliwości. Pomyślny zakup wymaga więcej niż tylko zamówienia płytki GaN o wysokiej rezystywności.
Kupujący powinni zdefiniować formę produktu, rezystywność, metodę kompensacji, TDD, orientację powierzchni, geometrię płytki, warunki polerowania i metodę inspekcji w RFQ.
Do wyceny i oceny technicznej należy podać:
Kompletna specyfikacja pozwala dostawcy na rekomendację realistycznej klasy płytki i zmniejsza ryzyko otrzymania materiału, który spełnia podstawową kartę katalogową, ale nie działa poprawnie w procesie RF.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
Türkçe
polski