Hirugarren belaunaldiko GaN erdieroalearen eta erlazionatutako teknologia epitaxialaren sarrera

1. Hirugarren belaunaldiko erdieroaleak

Lehen belaunaldiko erdieroaleen teknologia Si eta Ge bezalako material erdieroaleetan oinarrituta garatu zen. Transistoreak eta zirkuitu integratuen teknologia garatzeko oinarri materiala da. Lehen belaunaldiko material erdieroaleek industria elektronikoaren oinarriak ezarri zituzten XX. mendean, eta zirkuitu integratuko teknologiarako oinarrizko materialak dira.

Bigarren belaunaldiko material erdieroaleek, batez ere, galio artsenuroa, indio fosfuroa, galio fosfuroa, indio artsenuroa, aluminio artsenuroa eta haien konposatu ternarioak dira. Bigarren belaunaldiko material erdieroaleak informazio optoelektronikoaren industriaren oinarria dira. Oinarri horretan, argiztapena, pantaila, laserra eta fotovoltaikoa bezalako industriak garatu dira. Informazioaren teknologia garaikidean eta pantaila optoelektronikoetan oso erabiliak dira.

Hirugarren belaunaldiko material erdieroaleen material adierazgarriak galio nitruroa eta silizio karburoa dira. Banda-hutsune zabala, elektroien saturazio-abiadura handia, eroankortasun termiko handia eta matxura-eremuaren indar handia direla eta, potentzia handiko dentsitate, maiztasun handiko eta galera baxuko gailu elektronikoak prestatzeko material ezin hobeak dira. Horien artean, silizio karburoko potentzia-gailuek energia-dentsitate handiko, energia-kontsumo baxuko eta tamaina txikiko abantailak dituzte, eta aplikazio-aukera zabalak dituzte energia-ibilgailu berrietan, fotovoltaikoetan, trenbide-garraioan, datu handietan eta beste alor batzuetan. Galio nitruroa RF gailuek maiztasun handiko, potentzia handiko, banda zabalera zabaleko, potentzia-kontsumo baxuko eta tamaina txikiko abantailak dituzte, eta aplikazio-aukera zabalak dituzte 5G komunikazioetan, Gauzen Internetean, radar militarretan eta beste esparru batzuetan. Gainera, galio nitruroan oinarritutako potentzia-gailuak oso erabiliak izan dira tentsio baxuko eremuan. Horrez gain, azken urteotan, galio oxidozko materialek sortzen ari diren materialek SiC eta GaN teknologiekin osagarri teknikoa osatuko dutela espero da, eta maiztasun baxuko eta goi-tentsioko eremuetan aplikazio potentzialak izango dituztela.

Bigarren belaunaldiko material erdieroaleekin alderatuta, hirugarren belaunaldiko material erdieroaleek banda-zabalera zabalagoa dute (Si-ren banda-zabalera, lehen belaunaldiko material erdieroalearen ohiko materiala, 1.1eV ingurukoa da, GaAs-en banda-zabalera tipikoa. bigarren belaunaldiko material erdieroalearen materiala, 1,42 eV ingurukoa da, eta GaN-ren banda zabalera, material tipikoa dena. hirugarren belaunaldiko material erdieroalea, 2.3eV-tik gorakoa da), erradiazio-erresistentzia indartsuagoa, eremu elektrikoaren matxurarekiko erresistentzia handiagoa eta tenperatura-erresistentzia handiagoa. Banda zabalera handiagoa duten hirugarren belaunaldiko material erdieroaleak bereziki egokiak dira erradiazioarekiko erresistenteak, maiztasun handiko, potentzia handiko eta integrazio-dentsitate handiko gailu elektronikoak ekoizteko. Mikrouhinen irrati-maiztasuneko gailuetan, LEDetan, laserretan, elektrizitate-gailuetan eta beste alor batzuetan duten aplikazioek arreta handia erakarri dute, eta garapen-aukera zabala erakutsi dute komunikazio mugikorretan, sare adimendunetan, trenbide-garraioan, energia berrien ibilgailuetan, kontsumo-elektroniketan eta ultramoreetan eta urdinean. -argi berdea gailuak [1].