1. Leathsheoltóirí tríú glúin
Forbraíodh an teicneolaíocht leathsheoltóra den chéad ghlúin bunaithe ar ábhair leathsheoltóra mar Si agus Ge. Is é an bunús ábhartha é chun trasraitheoirí agus teicneolaíocht ciorcad iomlánaithe a fhorbairt. Leag na hábhair leathsheoltóra den chéad ghlúin an bunús don tionscal leictreonach sa 20ú haois agus is iad na hábhair bhunúsacha do theicneolaíocht chiorcaid chomhtháite.
I measc na n-ábhar leathsheoltóra den dara glúin den chuid is mó tá arsainíd ghailliam, fosfíd indium, fosfíd ghailliam, arsainíd indium, arsainíd alúmanaim agus a gcomhdhúile trínártha. Is iad na hábhair leathsheoltóra dara glúin bunús an tionscail faisnéise optoelectronic. Ar an mbonn seo, forbraíodh tionscail ghaolmhara ar nós soilsiú, taispeáint, léasair, agus fótavoltach. Úsáidtear go forleathan iad i dtionscail teicneolaíochta faisnéise comhaimseartha agus taispeántais optoelectronic.
I measc ábhair ionadaíocha na n-ábhar leathsheoltóra tríú glúin tá nítríd ghailliam agus chomhdhúile sileacain. Mar gheall ar a mbearna leathan banna, treoluas srutha saturation leictreon ard, seoltacht teirmeach ard, agus neart réimse ard miondealaithe, is ábhair idéalach iad chun feistí leictreonacha dlús ardchumhachta, ard-minicíochta agus ísealchaillteanas a ullmhú. Ina measc, tá buntáistí ag baint le feistí cumhachta chomhdhúile sileacain dlús ardfhuinnimh, tomhaltas íseal fuinnimh, agus méid beag, agus tá ionchais iarratais leathan acu i bhfeithiclí nua fuinnimh, fótavoltach, iompar iarnróid, sonraí móra, agus réimsí eile. Tá na buntáistí a bhaineann le minicíocht ard, ardchumhachta, bandaleithead leathan, tomhaltas ísealchumhachta agus méid beag ag feistí RF nítríde Gallium, agus tá ionchais iarratais leathan acu i gcumarsáid 5G, Idirlíon na Rudaí, radar míleata agus réimsí eile. Ina theannta sin, baineadh úsáid as feistí cumhachta atá bunaithe ar nítríde gallium go forleathan sa réimse íseal-voltais. Ina theannta sin, le blianta beaga anuas, táthar ag súil go gcruthóidh ábhair ocsaíd ghailliam atá ag teacht chun cinn comhlántacht theicniúil le teicneolaíochtaí SiC agus GaN atá ann cheana féin, agus go mbeidh ionchais iarratais féideartha acu sna réimsí íseal-minicíochta agus ardvoltais.
I gcomparáid leis na hábhair leathsheoltóra den dara glúin, tá leithead bandgap níos leithne ag na hábhair leathsheoltóra tríú glúin (tá leithead bandgap Si, ábhar tipiciúil den ábhar leathsheoltóra den chéad ghlúin, thart ar 1.1eV, leithead bandgap GaAs, is gnách. ábhar leathsheoltóra dara glúin, thart ar 1.42eV, agus leithead bandgap GaN, ábhar tipiciúil den ábhar leathsheoltóra tríú glúin, os cionn 2.3eV), friotaíocht radaíochta níos láidre, friotaíocht níos láidre le briseadh réimse leictrigh, agus friotaíocht teocht níos airde. Tá na hábhair leathsheoltóra tríú glúin le leithead bandgap níos leithne oiriúnach go háirithe chun gléasanna leictreonacha radaíocht-resistant, ard-minicíochta, ard-chumhachta agus ard-chomhtháthaithe-dlúis a tháirgeadh. Tá aird mhór tagtha ar a n-iarratas i bhfeistí minicíochta raidió micreathonn, stiúir, léasair, feistí cumhachta agus réimsí eile, agus léirigh siad ionchais forbartha leathan i gcumarsáid soghluaiste, greillí cliste, idirthuras iarnróid, feithiclí nua fuinnimh, leictreonaic tomhaltóra, agus ultraivialait agus gorm. -feistí solas glas [1].
Foinse íomhá: CASA, Institiúid Taighde Urrúis Zheshang
Fíor 1 Scála ama gléas cumhachta GaN agus réamhaisnéis
II Struchtúr ábhar GaN agus tréithe
Is leathsheoltóir bandgap díreach é GaN. Tá leithead bandgap an struchtúir wurtzite ag teocht an tseomra thart ar 3.26eV. Tá trí phríomh-struchtúr criostail ag ábhair GaN, eadhon struchtúr wurtzite, struchtúr sphalerite agus struchtúr salann carraige. Ina measc, is é struchtúr wurtzite an struchtúr criostail is cobhsaí. Léaráid is ea Fíor 2 de struchtúr heicseagánach wurtzite GaN. Baineann struchtúr wurtzite ábhar GaN le struchtúr dlúth-phacáilte heicseagánach. Tá 12 adamh ag gach aonad cill, lena n-áirítear 6 N adamh agus 6 adamh Ga. Déanann gach adamh Ga (N) nasc leis na 4 adamh N (Ga) is gaire agus cruachtar é san ord ABABAB… feadh na treo [0001] [2].
Fíor 2 Struchtúr Wurtzite Léaráid cealla criostail GaN
III Foshraitheanna a úsáidtear go coitianta le haghaidh epitaxy GaN
Dealraíonn sé gurb é epitaxy aonchineálach ar fhoshraitheanna GaN an rogha is fearr le haghaidh epitaxy GaN. Mar sin féin, mar gheall ar fhuinneamh banna mór GaN, nuair a shroicheann an teocht an leáphointe 2500 ℃, tá a bhrú dianscaoilte comhfhreagrach thart ar 4.5GPa. Nuair a bhíonn an brú dianscaoilte níos ísle ná an brú seo, ní leáíonn GaN ach díscaoileann sé go díreach. Déanann sé seo teicneolaíochtaí ullmhaithe tsubstráit aibí mar an modh Czochralski mí-oiriúnach chun foshraitheanna criostail aonair GaN a ullmhú, rud a fhágann go bhfuil foshraitheanna GaN deacair mais tháirgeadh agus costasach. Dá bhrí sin, is iad na foshraitheanna a úsáidtear go coitianta i bhfás epitaxial GaN go príomha Si, SiC, sapphire, etc. [3].
Cairt 3 GaN agus paraiméadair na n-ábhar foshraitheanna a úsáidtear go coitianta
GaN epitaxy ar sapphire
Tá airíonna ceimiceacha cobhsaí ag Sapphire, tá sé saor, agus tá ard-aibíocht tionscal táirgthe ar scála mór. Dá bhrí sin, tá sé ar cheann de na hábhair tsubstráit is luaithe agus is forleithne a úsáidtear in innealtóireacht feiste leathsheoltóra. Mar cheann de na foshraitheanna a úsáidtear go coitianta le haghaidh epitaxy GaN, is iad na príomhfhadhbanna a chaithfear a réiteach le haghaidh foshraitheanna sapphire ná:
✔ Mar gheall ar an neamhréir mór laitíse idir sapphire (Al2O3) agus GaN (thart ar 15%), tá an dlús locht ag an gcomhéadan idir an ciseal epitaxial agus an tsubstráit an-ard. Chun a éifeachtaí díobhálacha a laghdú, ní mór an tsubstráit a bheith faoi réir pretreatment casta sula dtosaíonn an próiseas epitaxy. Sula bhfásfaidh GaN epitaxy ar fhoshraitheanna sapphire, ní mór dromchla an tsubstráit a ghlanadh go docht ar dtús chun ábhair shalaithe a bhaint, damáiste snasta iarmharach, etc., agus céimeanna agus struchtúir dromchla céim a tháirgeadh. Ansin, déantar nítrided ar dhromchla an tsubstráit chun airíonna fliuchta an chiseal epitaxial a athrú. Ar deireadh, is gá ciseal maolánach AlN tanaí (de ghnáth 10-100nm tiubh) a thaisceadh ar dhromchla an tsubstráit agus é a annealed ag teocht íseal chun ullmhú don fhás epitaxial deiridh. Mar sin féin, tá an dlús díláithrithe i scannáin epitaxial GaN a fhástar ar fhoshraitheanna sapphire fós níos airde ná mar atá i scannáin homoepitaxial (thart ar 1010cm-2, i gcomparáid le dlús díláithrithe go bunúsach nialasach i scannáin homoepitaxial sileacain nó scannáin homoepitaxial arsenide gallium, nó idir 102 agus 104cm- 2). Laghdaíonn an dlús locht níos airde soghluaisteacht iompróra, rud a ghiorrú saolré iompróra mionlaigh agus laghdaítear seoltacht theirmeach, agus laghdóidh sé seo go léir feidhmíocht gléas [4];
✔ Tá comhéifeacht leathnú teirmeach sapphire níos mó ná GaN, mar sin ginfear strus comhbhrúiteach dé-aiseach sa chiseal epitaxial le linn an phróisis fuaraithe ó theocht an taiscthe go teocht an tseomra. I gcás scannáin epitaxial níos tiús, féadfaidh an strus seo a bheith ina chúis le scoilteadh an scannáin nó fiú an tsubstráit;
✔ I gcomparáid le foshraitheanna eile, tá seoltacht theirmeach foshraitheanna sapphire níos ísle (thart ar 0.25W * cm-1 * K-1 ag 100 ℃), agus tá an fheidhmíocht diomailt teasa bocht;
✔ Mar gheall ar a seoltacht lag, ní chuidíonn foshraitheanna sapphire lena gcomhtháthú agus lena gcur i bhfeidhm le feistí leathsheoltóra eile.
Cé go bhfuil dlús locht sraitheanna epitaxial GaN a fhástar ar fhoshraitheanna sapphire ard, ní cosúil go laghdaíonn sé go mór feidhmíocht optoelectronic na stiúir gorm-uaine bunaithe ar GaN, agus mar sin tá foshraitheanna sapphire fós ina bhfoshraitheanna a úsáidtear go coitianta le haghaidh stiúir bunaithe ar GaN.
Le forbairt níos mó feidhmchlár nua ar fheistí GaN cosúil le léasair nó feistí cumhachta ard-dlúis eile, tá lochtanna bunúsacha na bhfoshraitheanna sapphire ag éirí níos teorann lena n-iarratas. Ina theannta sin, le forbairt na teicneolaíochta fáis tsubstráit SiC, laghdú costais agus aibíocht teicneolaíochta epitaxial GaN ar fhoshraitheanna Si, tá níos mó taighde ar fhás sraitheanna epitaxial GaN ar fhoshraitheanna sapphire tar éis treocht fuaraithe a thaispeáint de réir a chéile.
GaN epitaxy ar SiC
I gcomparáid le sapphire, tá neamhréir níos lú ag foshraitheanna SiC (criostail 4H- agus 6H) le sraitheanna epitaxial GaN (3.1%, comhionann le [0001] scannáin epitaxial dírithe), seoltacht teirmeach níos airde (thart ar 3.8W * cm-1 * K -1), etc. Ina theannta sin, ceadaíonn seoltacht foshraitheanna SiC freisin teagmhálacha leictreacha a dhéanamh ar chúl an tsubstráit, rud a chabhraíonn le struchtúr an fheiste a shimpliú. Mheall na buntáistí seo níos mó agus níos mó taighdeoirí chun oibriú ar epitaxy GaN ar fhoshraitheanna chomhdhúile sileacain.
Mar sin féin, tá sraith míbhuntáistí ag baint le hoibriú go díreach ar fhoshraitheanna SiC chun epilayers GaN a fhás, lena n-áirítear iad seo a leanas:
✔ Tá garbh an dromchla foshraitheanna SiC i bhfad níos airde ná mar a bhaineann le foshraitheanna sapphire (garbhú sapphire 0.1nm RMS, roughness SiC 1nm RMS), tá cruas ard agus drochfheidhmíocht próiseála ag foshraitheanna SiC, agus tá an garbhacht seo agus an damáiste snasta iarmharach ar cheann de na foinsí lochtanna i epilayers GaN.
✔ Tá dlús díláithrithe scriú na bhfoshraitheanna SiC ard (dlús díláithrithe 103-104cm-2), féadfaidh díláithrithe scriúnna iomadú chuig an epilayer GaN agus feidhmíocht gléas a laghdú;
✔ De bharr an tsocraithe adamhach ar dhromchla an tsubstráit cruthaítear lochtanna cruachta (BSFanna) san epilayer GaN. Maidir le GaN epitaxial ar fhoshraitheanna SiC, tá iliomad orduithe socraithe adamhach féideartha ar an tsubstráit, rud a fhágann go bhfuil ordú cruachta adamhach tosaigh neamhréireach den chiseal epitaxial GaN air, atá seans maith le lochtanna cruachta. Tugann lochtanna cruachta (SFanna) isteach réimsí leictreacha ionsuite feadh an c-ais, rud a chruthaíonn fadhbanna amhail sceitheadh gléasanna deighilte iompróra in-eitleáin;
✔ Tá comhéifeacht leathnú teirmeach substráit SiC níos lú ná AlN agus GaN, rud a fhágann go bhfuil carnadh strus teirmeach idir an ciseal epitaxial agus an tsubstráit le linn an phróisis fuaraithe. Thuar Waltereit agus Brand bunaithe ar a dtorthaí taighde gur féidir an fhadhb seo a mhaolú nó a réiteach trí shraitheanna epitaxial GaN a fhás ar shraitheanna núicléacha AlN tanaí, comhleanúnacha faoi bhrú;
✔ An fhadhb a bhaineann le droch-fhliuchtacht na n-adamh Ga. Nuair a bhíonn sraitheanna epitaxial GaN ag fás go díreach ar dhromchla SiC, mar gheall ar an bhfliuchtacht lag idir an dá adamh, tá GaN seans maith go bhfás oileán 3D ar dhromchla an tsubstráit. Is é tabhairt isteach ciseal maolánach an réiteach is coitianta a úsáidtear chun cáilíocht na n-ábhar epitaxial a fheabhsú i GaN epitaxy. Is féidir le ciseal maolánach AlN nó AlxGa1-xN a thabhairt isteach feabhas a chur go héifeachtach ar fhliuchtacht an dromchla SiC agus an ciseal epitaxial GaN a dhéanamh ag fás i dhá ghné. Ina theannta sin, féadann sé strus a rialáil freisin agus lochtanna tsubstráit a chosc ó leathnú go GaN epitaxy;
✔ Tá teicneolaíocht ullmhúcháin foshraitheanna SiC neamhaibí, tá costas an tsubstráit ard, agus is beag soláthraithe agus is beag an soláthar atá ann.
Léiríonn taighde Torres et al. go bhféadfaidh eitseáil an tsubstráit SiC le H2 ag teocht ard (1600 ° C) roimh an epitaxy struchtúr céim níos ordú a tháirgeadh ar dhromchla an tsubstráit, agus ar an gcaoi sin scannán epitaxial AlN ar chaighdeán níos airde a fháil ná nuair a bhíonn sé go díreach fhástar ar dhromchla an tsubstráit bunaidh. Léiríonn taighde Xie agus a fhoireann freisin gur féidir le réamhchóireáil eitseála an tsubstráit chomhdhúile sileacain feabhas suntasach a chur ar mhoirfeolaíocht dromchla agus cáilíocht criostail an chiseal epitaxial GaN. Smith et al. fuarthas amach go bhfuil baint ag díláithriúcháin snáithithe a eascraíonn as an tsubstráit/ciseal maolánach agus comhéadain ciseal maolánach/ciseal epitaxial le maoile an tsubstráit [5].
Fíor 4 TEM moirfeolaíocht de shamplaí ciseal epitaxial GaN a fhástar ar fhoshraith 6H-SiC (0001) faoi choinníollacha cóireála dromchla éagsúla (a) glanadh ceimiceach; (b) glanadh ceimiceach + cóireáil plasma hidrigine; (c) glanadh ceimiceach + cóireáil plasma hidrigine + 1300 ℃ cóireáil teasa hidrigine ar feadh 30 nóiméad
GaN epitaxy ar Si
I gcomparáid le chomhdhúile sileacain, sapphire agus foshraitheanna eile, tá próiseas ullmhúcháin an tsubstráit sileacain aibí, agus féadann sé foshraitheanna mórmhéide aibí a sholáthar go cobhsaí le feidhmíocht ardchostais. Ag an am céanna, tá seoltacht teirmeach agus seoltacht leictreach maith, agus tá próiseas gléas leictreonach Si aibí. Déanann an fhéidearthacht feistí optoelectronic GaN a chomhtháthú go foirfe le feistí leictreonacha Si sa todhchaí freisin go bhfuil fás GaN epitaxy ar sileacain an-tarraingteach.
Mar sin féin, mar gheall ar an difríocht mhór i dtairiseach laitíse idir substráit Si agus ábhar GaN, is epitaxy neamhréire mór tipiciúil é epitaxy ilchineálach de shubstráit GaN on Si, agus ní mór dó aghaidh a thabhairt ar shraith fadhbanna freisin:
✔ Fadhb fuinnimh comhéadan dromchla. Nuair a fhásann GaN ar fhoshraith Si, déanfar dromchla an tsubstráit Si a nítrided ar dtús chun ciseal nítríde sileacain éagruthach a fhoirmiú nach bhfuil a chabhródh le núicliú agus fás GaN ard-dlúis. Ina theannta sin, déanfaidh an dromchla Si teagmháil le Ga ar dtús, rud a chreimfidh dromchla an tsubstráit Si. Ag teochtaí arda, beidh dianscaoileadh an dromchla Si idirleata isteach sa chiseal epitaxial GaN chun spotaí sileacain dubha a fhoirmiú.
✔ Tá an neamhréireacht leanúnach laitíse idir GaN agus Si mór (~ 17%), rud a fhágann go gcruthófar díláithriúcháin snáithithe ard-dlúis agus laghdóidh sé go mór cáilíocht na ciseal epitaxial;
✔ I gcomparáid le Si, tá comhéifeacht leathnú teirmeach níos mó ag GaN (tá comhéifeacht leathnú teirmeach GaN thart ar 5.6 × 10-6K-1, tá comhéifeacht leathnú teirmeach Si thart ar 2.6 × 10-6K-1), agus féadfar scoilteanna a ghiniúint sa GaN. ciseal epitaxial le linn an teocht epitaxial a fhuarú go teocht an tseomra;
✔ Imoibríonn Si le NH3 ag teochtaí arda chun SiNx ilchriostalach a fhoirmiú. Ní féidir le AlN núicléas atá dírithe ar fhabhrach a chruthú ar SiNx polycrystalline, rud a fhágann go bhfuil treoshuíomh mí-ordúil ar an gciseal GaN a fhástar ina dhiaidh sin agus go bhfuil líon ard lochtanna ann, rud a fhágann go bhfuil droch-chaighdeán criostail an chiseal epitaxial GaN, agus fiú deacracht le foirmiú aon-criostalach. ciseal epitaxial GaN [6].
D'fhonn fadhb na neamhréire laitíse móra a réiteach, tá iarracht déanta ag taighdeoirí ábhair mar AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO, agus SiC a thabhairt isteach mar shraitheanna maoláin ar fhoshraitheanna Si. D'fhonn foirmiú SiNx polycrystalline a sheachaint agus a éifeachtaí díobhálacha ar cháilíocht chriostail ábhar GaN / AlN / Si (111) a laghdú, is gnách go gcaithfear TMAl a thabhairt isteach ar feadh tréimhse áirithe ama roimh fhás epitaxial ar an gciseal maolánach AlN. chun NH3 a chosc ó imoibriú leis an dromchla Si nochta chun SiNx a fhoirmiú. Ina theannta sin, is féidir teicneolaíochtaí epitaxial cosúil le teicneolaíocht foshraitheanna patrúnaithe a úsáid chun cáilíocht an chiseal epitaxial a fheabhsú. Cuidíonn forbairt na dteicneolaíochtaí seo le bac a chur ar fhoirmiú SiNx ag an gcomhéadan epitaxial, fás déthoiseach ciseal epitaxial GaN a chur chun cinn, agus feabhas a chur ar cháilíocht fáis an chiseal epitaxial. Ina theannta sin, tugtar isteach ciseal maolánach AlN chun cúiteamh a dhéanamh ar an strus teanntachta de bharr an difríocht i gcomhéifeachtaí leathnú teirmeach chun scoilteanna a sheachaint sa chiseal epitaxial GaN ar an tsubstráit sileacain. Léiríonn taighde Krost go bhfuil comhghaol dearfach idir tiús an chiseal maoláin AlN agus an laghdú ar bhrú. Nuair a shroicheann an tiús ciseal maolánach 12nm, is féidir ciseal epitaxial níos tiús ná 6μm a fhás ar fhoshraith sileacain trí scéim fáis chuí gan scoilteadh ciseal epitaxial.
Tar éis iarrachtaí fadtéarmacha ag taighdeoirí, tá feabhas suntasach tagtha ar chaighdeán na sraitheanna epitaxial GaN a fhástar ar fhoshraitheanna sileacain, agus tá dul chun cinn suntasach déanta ag feistí cosúil le trasraitheoirí éifeacht réimse, brathadóirí ultraivialait bacainn Schottky, stiúir gorm-uaine agus léasair ultraivialait.
Go hachomair, ós rud é gur epitaxy ilchineálach iad na foshraitheanna epitaxial GaN a úsáidtear go coitianta, bíonn fadhbanna coitianta acu go léir ar nós neamhréitithe laitíse agus difríochtaí móra i gcomhéifeachtaí leathnaithe teirmeacha go pointe áirithe. Tá foshraitheanna GaN epitaxial aonchineálach teoranta ag aibíocht na teicneolaíochta, agus níl na foshraitheanna mais-tháirgthe fós. Tá an costas táirgthe ard, tá méid an tsubstráit beag, agus níl cáilíocht an tsubstráit oiriúnach. Tá forbairt foshraitheanna epitaxial GaN nua agus feabhas a chur ar cháilíocht epitaxial fós ar cheann de na fachtóirí tábhachtacha a chuireann srian le forbairt bhreise thionscal epitaxial GaN.
IV. Modhanna coitianta le haghaidh epitaxy GaN
MOCVD (seileadh gaile ceimiceach)
Dealraíonn sé gurb é epitaxy aonchineálach ar fhoshraitheanna GaN an rogha is fearr le haghaidh epitaxy GaN. Mar sin féin, ós rud é gurb iad réamhtheachtaithe taisceadh gaile ceimiceach ná trimethylgallium agus amóinia, agus is é an gás iompróra ná hidrigin, tá teocht fáis tipiciúil MOCVD thart ar 1000-1100 ℃, agus tá an ráta fáis MOCVD thart ar cúpla miocrón in aghaidh na huaire. Féadann sé comhéadain ghéar a tháirgeadh ag an leibhéal adamhach, atá an-oiriúnach le haghaidh heterojunctions, toibreacha chandamach, superlattices agus struchtúir eile a fhás. Is minic a úsáidtear a ráta fáis tapa, aonfhoirmeacht mhaith, agus oiriúnacht d'fhás limistéar mór agus ilphíosa i dtáirgeadh tionsclaíoch.
MBE (epitaxy léas móilíneach)
I epitaxy beam mhóilíneach, úsáideann Ga foinse eiliminteach, agus faightear nítrigine gníomhach ó nítrigin trí phlasma RF. I gcomparáid leis an modh MOCVD, tá an teocht fáis MBE thart ar 350-400 ℃ níos ísle. Is féidir leis an teocht fáis níos ísle truailliú áirithe a sheachaint a d'fhéadfadh a bheith mar thoradh ar thimpeallachtaí ardteochta. Feidhmíonn an córas MBE faoi fholús ultra-ard, rud a ligeann dó níos mó modhanna braite in-situ a chomhtháthú. Ag an am céanna, ní féidir a ráta fáis agus a chumas táirgthe a chur i gcomparáid le MOCVD, agus úsáidtear níos mó é i dtaighde eolaíoch [7].
Fíor 5 (a) Scéimreach Eiko-MBE (b) scéimre seomra príomhimoibrithe MBE
Modh HVPE (epitaxy chéim gaile hidríde)
Is iad na réamhtheachtaithe den mhodh epitaxy chéim hidríde GaCl3 agus NH3. Detchprohm et al. úsáid as an modh seo chun ciseal epitaxial GaN a fhás na céadta miocrón tiubh ar dhromchla substráit sapphire. Ina dturgnamh, fásadh sraith de ZnO idir an tsubstráit sapphire agus an ciseal epitaxial mar chiseal maolánach, agus scamhadh an ciseal epitaxial ó dhromchla an tsubstráit. I gcomparáid le MOCVD agus MBE, is é príomhghné an mhodha HVPE a ráta fáis ard, atá oiriúnach le haghaidh táirgeadh sraitheanna tiubh agus mórchóir ábhair. Mar sin féin, nuair a sháraíonn tiús na ciseal epitaxial 20μm, tá an ciseal epitaxial a tháirgtear leis an modh seo seans maith go scoilteanna.
Thug Akira USUI teicneolaíocht foshraitheanna patrúnaithe isteach bunaithe ar an modh seo. D'fhás siad ciseal epitaxial GaN tanaí 1-1.5μm tiubh ar dtús ar fhoshraith sapphire ag baint úsáide as an modh MOCVD. Bhí an ciseal epitaxial comhdhéanta de chiseal maolánach GaN 20nm tiubh a fhástar faoi choinníollacha teochta íseal agus ciseal GaN a fhástar faoi choinníollacha teocht ard. Ansin, ag 430 ℃, plátáladh ciseal SiO2 ar dhromchla an chiseal epitaxial, agus rinneadh stiallacha fuinneoige ar an scannán SiO2 trí fhótalitagrafaíocht. Ba é 7μm an spásáil stripe agus bhí leithead an masc idir 1μm agus 4μm. Tar éis an fheabhsúcháin seo, fuair siad ciseal epitaxial GaN ar fhoshraith sapphire trastomhas 2 orlach a bhí saor ó crack agus chomh mín le scáthán fiú nuair a mhéadaigh an tiús go dtí na deich nó fiú na céadta miocrón. Laghdaíodh an dlús locht ó 109-1010cm-2 den mhodh traidisiúnta HVPE go dtí thart ar 6 × 107cm-2. Chuir siad in iúl freisin sa turgnamh, nuair a sháródh an ráta fáis 75μm/h, go n-éireodh dromchla an tsampla garbh[8].
Fíor 6 Scéimre Foshraith Ghrafach
V. Achoimre agus Outlook
Thosaigh ábhair GaN ag teacht chun cinn i 2014 nuair a bhuaigh an solas gorm LED Duais Nobel san Fhisic an bhliain sin, agus chuaigh sé isteach i réimse an phobail d'iarratais luchtaithe tapa i réimse na leictreonaice tomhaltóra. Go deimhin, tá feidhmchláir sna haimplitheoirí cumhachta agus na bhfeistí RF a úsáidtear i mbunstáisiúin 5G nach féidir leis an gcuid is mó daoine a fheiceáil tagtha chun cinn go ciúin freisin. Le blianta beaga anuas, táthar ag súil go n-osclófar pointí fáis nua do mhargadh feidhmchláir ábhar GaN mar gheall ar fheistí cumhachta de ghrád feithicleacha GaN.
Is cinnte go gcuirfidh éileamh ollmhór an mhargaidh chun cinn forbairt tionscail agus teicneolaíochtaí a bhaineann le GaN. Le haibíocht agus feabhsú an tslabhra tionsclaíoch a bhaineann le GaN, déanfar na fadhbanna atá os comhair na teicneolaíochta epitaxial GaN atá ann faoi láthair a fheabhsú nó a shárú. Sa todhchaí, is cinnte go bhforbróidh daoine níos mó teicneolaíochtaí epitaxial nua agus níos mó roghanna tsubstráit den scoth. Faoin am sin, beidh daoine in ann an teicneolaíocht agus an tsubstráit taighde seachtrach is oiriúnaí a roghnú le haghaidh cásanna iarratais éagsúla de réir saintréithe na gcásanna iarratais, agus na táirgí saincheaptha is iomaíche a tháirgeadh.
Am postála: Jun-28-2024