Galliumarsenid-Wafer VS. Silizium-Wafer

Einführung

Mit der Entwicklung elektronischer Geräte wird den Wafern, Chips, Halbleitern und integrierten Schaltkreisen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Jeder versucht, das Wesen der Chips zu ergründen. Der Kopf ist voll von Fragen. Was ist ein Wafer? Was ist ein Chip? Wie stehen sie zueinander? Welche Materialien werden für ihre Herstellung verwendet? Was sind ihre Vor- und Nachteile? Dieser Artikel wird diese Fragen beantworten, indem er Galliumarsenid-Wafer und Silizium-Wafer vergleicht. Wir hoffen, dass Sie dadurch ein besseres Verständnis der beiden Materialien erlangen können.

Abbildung 1 Galliumarsenid-Wafer

Wafer und Chips

• Was ist ein Wafer?

Ein Wafer ist eine dünne Scheibe eines Halbleiters, die zur Herstellung integrierter Schaltungen und anderer wichtiger elektronischer Geräte verwendet wird. Der Wafer ist die Grundlage für integrierte Schaltungen. Sowohl Wafer als auch integrierte Schaltkreise gelten als das Herzstück der Elektronikindustrie.

• Was ist ein Chip?

Ein Chip, ein integrierter Schaltkreis oder ein IC, ist eine Gruppe von elektronischen Schaltkreisen, die in ein Stück Halbleitermaterial eingebettet sind. Auf Chips sind eine Reihe von Mini-Transistoren und elektronischen Bauteilen untergebracht.

• Worin unterscheiden sie sich?

Der Wafer ist das Substrat für den Chip. Der Chip ist in den Wafer integriert. Sie sind zusammengesetzt und werden in der Elektronikbranche in großem Umfang eingesetzt.

Abbildung 2. Chips auf dem Wafer

Galliumarsenid-Wafer VS. Silizium-Wafer

-Silizium-Wafer

• Vorteile:

Silizium ist traditionell das Material der Wahl für Wafer, und zwar wegen der folgenden Vorteile. Der Hauptvorteil von Siliziumwafern liegt in ihren Kosten. Silizium ist nämlich viel billiger als andere Materialien und macht heute über 90 % des Halbleitermarktes aus. Silizium-Wafer sind auch wegen ihrer idealen Strom- und Spannungsbelastbarkeit vielseitig einsetzbar.

• Nachteile:

Allerdings kann Silizium die Anforderungen der Kunden nicht erfüllen , wenn diese größere Wafer benötigen. Silizium ist ein sprödes Material, da alle Atome in einer Einkristallform angeordnet sind. Es wird nur selten für die Herstellung großer Wafer verwendet, da sie brechen könnten. Wenn wir die Dicke des Wafers erhöhen, um ein Brechen zu verhindern, würden die Kosten entsprechend steigen, und Silizium würde seinen Preisvorteil verlieren.

-Galliumarsenid-Wafer

• Vorteile:

Derzeit werden Galliumarsenid-Wafer als Alternative zu Silizium-Wafern eingesetzt. GaAs-Wafer haben mehrere technische Vorteile. Sie sind im Folgenden aufgeführt.

1. Erstens bewegen sich die Elektronen in Galliumarsenidwafern viel schneller als in Silizium. Daher wird dieses Arsenid häufig zur Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Telekommunikationsgeräten verwendet.
2. Zweitens haben Galliumarsenid-Wafer die einzigartige Fähigkeit, Elektrizität in Licht zu verwandeln. Diese bemerkenswerte optische Eigenschaft trägt zu den umfangreichen Anwendungen in Laserdioden, optischen Fenstern, Solarzellen und anderen optoelektronischen Geräten bei.
3. Auf Galliumarsenid basierende Bauelemente haben noch viel mehr Vorteile. GaAs hat im Vergleich zu Silizium ein niedrigeres Sättigungsfeld und einen breiteren Betriebstemperaturbereich. GaAs-Wafer könnten auch das Rauschen in elektronischen Schaltungen verringern.

• Nachteile:

Galliumarsenid-Wafer haben jedoch die folgenden Nachteile.

1. Galliumarsenid ist teurer als Silizium, da GaAs viel seltener und schwieriger zu beschaffen ist. Der höhere Wirkungsgrad rechtfertigt jedoch die höheren Kosten. Galliumarsenid-Wafer werden in der Regel in neuartigen Geräten oder Projekten eingesetzt, die höhere Anforderungen und höhere Budgets haben.
2. GaAs bildet keine nativen Oxide wie Silizium, während Silizium seine Oxide als Isolator verwenden kann, um sich zu schützen.
3. Bei der Handhabung und Entsorgung von Galliumarsenid-Bauteilen ist große Vorsicht geboten, da Arsen sehr giftig ist.

Schlussfolgerung

Sowohl Wafer als auch Chips sind für die Halbleiter- und Elektronikindustrie von großer Bedeutung, und für die Herstellung von Wafern wurden verschiedene Materialien verwendet. Silizium-Wafer sind die billigere Variante, während Galliumarsenid-Wafer für ihre Elektronenbeweglichkeit, ihre beeindruckenden optischen Eigenschaften und ihre höhere Effizienz bekannt sind. Stanford Advanced Material (SAM) bietet einkristalline Galliumarsenid-Wafer an, die im LEC- und VGF-Verfahren hergestellt werden. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Homepage.