Знаёмства з паўправадніковым GaN трэцяга пакалення і адпаведнай эпітаксіяльнай тэхналогіяй

1. Паўправаднікі трэцяга пакалення

Паўправадніковая тэхналогія першага пакалення была распрацавана на аснове такіх паўправадніковых матэрыялаў, як Si і Ge. Гэта матэрыяльная аснова для распрацоўкі транзістараў і тэхналогіі інтэгральных схем. Паўправадніковыя матэрыялы першага пакалення заклалі аснову электроннай прамысловасці ў 20 стагоддзі і з'яўляюцца асноўнымі матэрыяламі для тэхналогіі інтэгральных схем.

Паўправадніковыя матэрыялы другога пакалення ў асноўным уключаюць арсенід галію, фасфід індыя, фасфід галію, арсенід індыя, арсенід алюмінію і іх трайныя злучэнні. Паўправадніковыя матэрыялы другога пакалення з'яўляюцца асновай індустрыі оптаэлектроннай інфармацыі. На гэтай аснове былі распрацаваны адпаведныя галіны, такія як асвятленне, дысплей, лазер і фотаэлектрыка. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных інфармацыйных тэхналогіях і індустрыі оптыка-электронных дысплеяў.

Рэпрэзентатыўныя матэрыялы паўправадніковых матэрыялаў трэцяга пакалення ўключаюць нітрыд галію і карбід крэмнію. З-за шырокай забароненай зоны, высокай хуткасці дрэйфу насычэння электронаў, высокай цеплаправоднасці і высокай напружанасці поля прабоя яны з'яўляюцца ідэальнымі матэрыяламі для падрыхтоўкі электронных прылад з высокай шчыльнасцю магутнасці, высокай частатой і малымі стратамі. Сярод іх прылады харчавання з карбіду крэмнію маюць такія перавагі, як высокая шчыльнасць энергіі, нізкае энергаспажыванне і малыя памеры, а таксама шырокія перспектывы прымянення ў новых энергетычных транспартных сродках, фотаэлектрыцы, чыгуначным транспарце, вялікіх дадзеных і іншых галінах. Радыёчастотныя прылады з нітрыду галію маюць такія перавагі, як высокая частата, высокая магутнасць, шырокая прапускная здольнасць, нізкае энергаспажыванне і малыя памеры, і маюць шырокія перспектывы прымянення ў сувязі 5G, Інтэрнеце рэчаў, ваенных радарах і іншых галінах. Акрамя таго, сілавыя прылады на аснове нітрыду галію атрымалі шырокае прымяненне ў галіне нізкага напружання. Акрамя таго, у апошнія гады чакаецца, што новыя матэрыялы з аксіду галію будуць тэхнічна ўзаемадапаўняльныя з існуючымі тэхналогіямі SiC і GaN і маюць патэнцыяльныя перспектывы прымянення ў нізкачашчынных і высокавольтных палях.

У параўнанні з паўправадніковымі матэрыяламі другога пакалення, паўправадніковыя матэрыялы трэцяга пакалення маюць шырэйшую шырыню забароненай зоны (шырыня забароненай зоны Si, тыповага матэрыялу паўправадніковага матэрыялу першага пакалення, складае каля 1,1 эВ, шырыня забароненай зоны GaAs, тыповая паўправадніковага матэрыялу другога пакалення складае каля 1,42 эВ, а шырыня забароненай зоны GaN, тыповага матэрыялу паўправадніковага матэрыялу трэцяга пакалення вышэй за 2,3 эВ), больш моцная ўстойлівасць да радыяцыі, больш моцная ўстойлівасць да прабоя электрычнага поля і больш высокая тэмпературная ўстойлівасць. Паўправадніковыя матэрыялы трэцяга пакалення з больш шырокай шырынёй забароненай зоны асабліва падыходзяць для вытворчасці радыяцыйна-ўстойлівых высокачашчынных электронных прылад высокай магутнасці і высокай шчыльнасці інтэграцыі. Іх прымяненне ў мікрахвалевых радыёчастотных прыладах, святлодыёдах, лазерах, сілавых прыладах і іншых галінах прыцягнула вялікую ўвагу, і яны паказалі шырокія перспектывы развіцця ў мабільнай сувязі, разумных сетках, чыгуначным транспарце, новых энергатранспартных сродках, спажывецкай электроніцы, ультрафіялетавым і сінім -прыборы зялёнага святла [1].