1. Semiconductors nifşê sêyemîn
Teknolojiya nîvconductor ya nifşa yekem li ser bingeha materyalên nîvconductor yên wekî Si û Ge hate pêşve xistin. Ew bingeha maddî ye ji bo pêşkeftina transîstor û teknolojiya hevgirtî. Materyalên nîv-conductor yên nifşa yekem di sedsala 20-an de bingeha pîşesaziya elektronîkî danî û ji bo teknolojiya hevgirtî materyalên bingehîn in.
Materyalên nîv-conductor yên nifşê duyemîn bi gelemperî galium arsenide, indium fosphide, galium phosphide, indium arsenide, arsenide aluminium û pêkhateyên wan ên sêdar hene. Materyalên nîvconductor yên nifşa duyemîn bingeha pîşesaziya agahdariya optoelektronîkî ne. Li ser vê bingehê, pîşesaziyên têkildar ên wekî ronîkirin, pêşangeh, lazer, û fotovoltaîk hatine pêşve xistin. Ew bi berfirehî di teknolojiya agahdariya hemdem û pîşesaziyên dîmendera optoelektronîkî de têne bikar anîn.
Materyalên nûner ên materyalên nîv-conductor yên nifşa sêyemîn di nav wan de galium nitride û silicon carbide hene. Ji ber valahiya bandê ya wan a fireh, leza hilkişîna têrbûna elektronê ya bilind, guheztina germî ya bilind, û hêza zeviya hilweşînê ya bilind, ew materyalên îdeal in ji bo amadekirina amûrên elektronîkî yên tîrêjê-hêza bilind, frekansa bilind û kêm-winda. Di nav wan de, amûrên hêza karbîd a silicon xwedan avantajên dendika enerjiyê ya bilind, xerckirina enerjiyê ya kêm, û mezinahiya piçûk in, û di wesayîtên enerjiyê yên nû, fotovoltaîk, veguheztina hesinî, daneyên mezin, û warên din de perspektîfên serîlêdanê yên berfireh hene. Amûrên RF-ê yên galium nitride xwedan avantajên frekansa bilind, hêza bilind, band fireh, mezaxtina hêza kêm û mezinahiya piçûk in, û di ragihandina 5G, Înterneta Tiştan, radara leşkerî û warên din de perspektîfên serîlêdanê yên berfireh hene. Wekî din, amûrên hêzê yên li ser bingeha galium nitride bi berfirehî di qada voltaja kêm de têne bikar anîn. Wekî din, di van salên dawî de, materyalên oksîdê galiumê yên derketine tê çaverê kirin ku bi teknolojiyên heyî yên SiC û GaN re temamkeriya teknîkî pêk bînin, û di warên frekansa kêm û voltaja bilind de xwedan perspektîfên serîlêdanê yên potansiyel bin.
Li gorî materyalên nîv-conductor yên nifşa duyemîn, materyalên nîv-conductor yên nifşê sêyem xwedan firehiya bandgapê firehtir in (firehiya bandgapê ya Si, materyalek tîpîk a materyalê nîv-conductor, bi qasî 1.1eV e, firehiya bandgapê ya GaAs, celebek tîpîk e. maddeya maddeya nîvconductor ya nifşê duyemîn, bi qasî 1.42eV e, û firehiya bandgapê ya GaN, materyalek tîpîk a maddeya nîv-conductor ya nifşê sêyemîn, li jor 2.3eV e), berxwedana tîrêjê ya bihêztir, berxwedana bihêztir li hember hilweşîna qada elektrîkê, û berxwedana germahiya bilind. Materyalên nîv-conductor yên nifşê sêyem bi firehiya bandgap-a firehtir bi taybetî ji bo hilberîna amûrên elektronîkî yên berxwedêr, frekansa bilind, hêza bilind û entegrasyona bilind-dûr maqûl in. Serîlêdanên wan di cîhazên frekansa radyoya mîkropêl, LED, lazer, cîhazên hêzê û qadên din de gelek bal kişandiye, û wan di ragihandina mobîl, torên hişmend, rêwîtiya hesinî, wesayîtên enerjiya nû, elektronîkên xerîdar, û ultraviyole û şîn de perspektîfên pêşkeftinê yên berfireh nîşan dane. - Amûrên ronahiya kesk [1].
Çavkaniya wêneyê: CASA, Enstîtuya Lêkolînê ya Ewlekariya Zheshang
Wêneyê 1 Pîvana demê û pêşbîniya cîhaza hêza GaN
Struktura û taybetmendiyên materyalê II GaN
GaN nîvconduktorek bandek rasterast e. Firehiya bandgapê ya avahiya wurtzite li germahiya odeyê bi qasî 3.26eV e. Materyalên GaN sê strukturên krîstal ên sereke hene, ango avahiya wurtzite, avahiya sphalerite û avahiya xwê kevir. Di nav wan de, avahiya wurtzite avahiyek krîstal a herî aram e. Xiflteya 2 diagramek avahiya wurtzite hexagonal ya GaN ye. Struktura wurtzite ya materyalê GaN girêdayî avahiyek hexagonal a nêzîk-paqijkirî ye. Her xaneyek yekîneyek 12 atoman heye, 6 atomên N û 6 atomên Ga jî hene. Her atomek Ga (N) bi 4 atomên N (Ga) yên herî nêzîk ve girêdanek çêdike û li gorî rêza ABABAB… li ser [0001] [2] ve tê çeqandin.
Figure 2 Struktura Wurtzite Diagrama hucreya krîstal GaN
III Substratên bi gelemperî ji bo epîtaksiya GaN têne bikar anîn
Wusa dixuye ku epîtaksiya homojen a li ser substratên GaN ji bo epîtaksiya GaN bijareya çêtirîn e. Lêbelê, ji ber enerjiya girêdana mezin a GaN, dema ku germahî digihîje xala helandinê ya 2500℃, zexta hilweşîna wê ya têkildar bi qasî 4.5GPa ye. Dema ku zexta veqetandinê ji vê zextê kêmtir be, GaN nahele lê rasterast dihele. Ev yek teknolojiyên amadekirina substratê ya gihîştî, mîna rêbaza Czochralski, ji bo amadekirina substratên yek-krîstal ên GaN neguncaw dike, hilberîna girseyî ya substratên GaN dijwar û biha dike. Ji ber vê yekê, substratên ku bi gelemperî di mezinbûna epîtaksial a GaN de têne bikar anîn bi giranî Si, SiC, yaqût û hwd. [3].
Nexşeya 3 GaN û parametreyên materyalên substratê yên bi gelemperî têne bikar anîn
epitaxy GaN li ser yaqûtê
Sapphire xwedan taybetmendiyên kîmyewî yên domdar e, erzan e, û xwedan mezinbûna pîşesaziya hilberîna mezin e. Ji ber vê yekê, ew di endezyariya cîhaza nîvconductor de bûye yek ji wan materyalên substratê yên pêşîn û herî berfireh. Wekî yek ji substratên ku bi gelemperî ji bo epitaxy GaN têne bikar anîn, pirsgirêkên sereke yên ku divê ji bo substratên yaqûtê bêne çareser kirin ev in:
✔ Ji ber lihevnebûna tîrêjê ya mezin a di navbera yaqûtê (Al2O3) û GaN (nêzîkî 15%) de, tîrêjiya kêmasiyê di navbera di navbera qata epîtaksial û substratê de pir zêde ye. Ji bo ku bandorên wê yên neyînî kêm bike, berî ku pêvajoya epitaxy dest pê bike pêdivî ye ku substrat bikeve ber dermankirina kompleks. Berî ku epîtaksiya GaN li ser binesaziyên yaqûtê mezin bibe, divê rûbera substratê pêşî bi hişkî were paqij kirin da ku gemarî, zirara mayî ya polandîkirinê, hwd., û ji bo hilberandina gav û strukturên rûkalê gav bavêje. Dûv re, rûbera substratê tê nîtrid kirin da ku taybetmendiyên şilkirinê yên qata epîtaksial biguhezîne. Di dawiyê de, pêdivî ye ku tebeqek tampon a AlN ya zirav (bi gelemperî 10-100 nm qalind) li ser rûyê substratê were razandin û di germahiya nizm de were rijandin da ku ji mezinbûna epîtaksial a dawîn re amade bibe. Digel vê yekê, di fîlimên epîtaksial ên GaN de ku li ser substratên yaqûtê têne mezin kirin hîn jî ji ya fîlimên homoepitaxial bilindtir e (nêzîkî 1010cm-2, li gorî tîrêjiya bêserûberiyê ya bingehîn di fîlimên homoepitaxial silicon an fîlimên homoepitaxial galium arsenide, an jî di navbera 1010cm2- û di navbera 1010cm de 2). Kêmbûna kêmasiya bilind livîna hilgirê kêm dike, bi vî rengî jîyana hilgirê hindikahiyan kurt dike û gihandina germahîyê kêm dike, ev hemî dê performansa cîhazê kêm bikin [4];
✔ Rêjeya berfirehbûna termal a yaqûtê ji ya GaN-ê mezintir e, ji ber vê yekê stresa biaksiyal a biaksiyal dê di dema pêvajoya sarbûnê de ji germahiya hilweşandinê heya germahiya odeyê di qata epîtaksial de çêbibe. Ji bo fîlimên epîtaksial ên stûrtir, ev stres dibe ku bibe sedema şikestina fîlimê an tewra substratê;
✔ Li gorî substratên din, guheztina germî ya substratên yaqûtê kêmtir e (nêzîkî 0,25W*cm-1*K-1 li 100℃), û performansa belavbûna germê nebaş e;
✔ Ji ber gihandina wê ya nebaş, substratên yaqûtê ji bo yekbûn û sepandina wan bi amûrên din ên nîvconductor re ne guncan in.
Her çend kêmbûna kêmasiya tebeqeyên epîtaksial ên GaN ku li ser binesazên yaqûtê têne mezin kirin pir e, ew xuya nake ku performansa optoelektronîkî ya LED-yên şîn-kesk-based GaN-ê bi girîngî kêm dike, ji ber vê yekê substratên yaqût hîn jî bi gelemperî ji bo LED-ên-based GaN substrat têne bikar anîn.
Bi pêşkeftina bêtir serîlêdanên nû yên cîhazên GaN-ê yên wekî lazer an amûrên din ên hêzê yên dendika bilind, kêmasiyên xwerû yên substratên yaqûtê her ku diçe di serîlêdana wan de bûne sînorek. Wekî din, bi pêşkeftina teknolojiya mezinbûna substratê SiC, kêmkirina lêçûn û gihîştina teknolojiya epitaxial GaN li ser substratên Si, bêtir lêkolînên li ser mezinbûna qatên epîtaksial ên GaN li ser substratên yaqûtê hêdî hêdî meylek sarbûnê nîşan dide.
epitaxy GaN li ser SiC
Li gorî yaqûtê, substratên SiC (krîstalên 4H- û 6H) bi tebeqeyên epîtaksial ên GaN (3,1%, hevwateya fîlimên epîtaksial ên oriented [0001]), gihandina germê ya bilindtir (nêzîkî 3,8W*cm-1*K) re hevahengek tîrêjek piçûktir heye. -1) û hwd. Ji bilî vê, guheztina substratên SiC jî rê dide têkiliyên elektrîkê li ser pişta substratê were çêkirin, ku ji hêsankirina avahiya amûrê re dibe alîkar. Hebûna van avantajan her ku diçe bêtir lêkolîner dikşîne ku li ser epîtaksiya GaN li ser substratên karbîd silicon bixebitin.
Lêbelê, xebata rasterast li ser substratên SiC-ê da ku ji mezinbûna epîlayerên GaN dûr nekevin, di heman demê de bi rêzek kêmasiyan re rû bi rû dimînin, di nav de yên jêrîn:
✔ Zehmetiya rûberê substratên SiC ji ya substratên yaqûtê pir bilindtir e (zehmetiya yaqûtê 0.1nm RMS, Zehmetiya SiC 1 nm RMS), jêrzemînên SiC xwedan serhişkiya bilind û performansa hilanînê ya nebaş in, û ev zirav û zirara pîskirina mayî jî yek ji wan e. çavkaniyên kêmasiyan di epîlayerên GaN de.
✔ Tîrêjiya guheztina pêçanê ya substratên SiC-ê zêde ye (dûrbûna veqetandinê 103-104cm-2), dibe ku veqetandina pêçan li epileya GaN belav bibe û performansa cîhazê kêm bike;
✔ Lihevhatina atomî ya li ser rûbera substratê dibe sedema çêbûna xeletiyên lihevkirinê (BSF) di epileya GaN de. Ji bo GaN-ya epîtaksial li ser substratên SiC, li ser substratê gelek rêzikên rêkûpêkkirina atomê yên mumkun hene, ku di encamê de rêzika destpêkê ya atomê ya nakok a qata GaN-a epîtaksial a li ser wê, ku mêldarê xeletiyên lihevkirinê ye, çêdibe. Xeletiyên lihevxistinê (SF) zeviyên elektrîkê yên çêkirî li ser eksê c-yê destnîşan dikin, û dibe sedema pirsgirêkên wek rijandina alavên veqetandina hilgirên di balafirê de;
✔ Rêjeya berfirehbûna germî ya substrata SiC ji ya AlN û GaN piçûktir e, ku di pêvajoya sarbûnê de dibe sedema kombûna stresa termal di navbera qata epitaxial û substratê de. Waltereit û Brand li ser bingeha encamên lêkolîna xwe pêşbînî kirin ku ev pirsgirêk dikare bi mezinbûna qatên epîtaksial ên GaN li ser tebeqeyên nûkleerî yên AlN yên zirav û bi hevgirtî were sivik kirin an çareser kirin;
✔ Pirsgirêka şilbûna nebaş a atomên Ga. Dema ku tebeqeyên epîtaksial ên GaN rasterast li ser rûyê SiC mezin dibin, ji ber şilbûna nebaş a di navbera her du atoman de, GaN ji mezinbûna girava 3D li ser rûbera substratê meyldar e. Danasîna qatek tampon çareseriya herî gelemperî ye ku ji bo baştirkirina kalîteya materyalên epitaxial di epitaxy GaN de tête bikar anîn. Danasîna qatek tampon AlN an AlxGa1-xN dikare bi bandor şilbûna rûbera SiC çêtir bike û bike ku pileya epitaxial GaN di du pîvanan de mezin bibe. Digel vê yekê, ew dikare stresê jî birêkûpêk bike û pêşî li kêmasiyên substratê bigire ku berbi epîtaksiya GaN-ê dirêj bibin;
✔ Teknolojiya amadekirina substratên SiC negihîştî ye, lêçûna substratê zêde ye, û kêm peydaker û kêm peyda hene.
Lêkolîna Torres et al. nîşan dide ku zeftkirina substratê SiC bi H2 re di germahiya bilind (1600°C) de berî epitaxy dikare avahiyek gavê ya birêkûpêktir li ser rûyê substratê çêbike, bi vî rengî fîlimek epîtaksial AlN ya bi kalîtetir ji dema ku ew rasterast e werdigire. li ser rûyê substratê ya orîjînal mezin dibe. Lêkolîna Xie û tîmê wî her weha destnîşan dike ku pêşdibistanê guheztina substrata karbîd a silicon dikare bi girîngî morfolojiya rûkal û qalîteya krîstal a qata epîtaksial GaN çêtir bike. Smith et al. dît ku veqetandinên tîrêjê yên ku ji navbeynkariyên qata substrate / tampon û qata tampon / pêlava epîtaksial derdikevin, bi şilbûna substratê ve girêdayî ne [5].
Figure 4 Morfolojiya TEM-ê ya nimûneyên tebeqeya epîtaksial GaN ku li ser substrata 6H-SiC (0001) di bin şert û mercên cûda yên dermankirina rûyê erdê de mezin bûne (a) paqijkirina kîmyewî; (b) paqijkirina kîmyewî + dermankirina plazmaya hîdrojenê; (c) Paqijkirina kîmyewî + dermankirina plazmaya hîdrojen + 1300℃ dermankirina germê ya hîdrojenê ji bo 30min
epitaxy GaN li ser Si
Li gorî silicon carbide, sapphire û substratên din, pêvajoya amadekirina substrata silicon gihîştî ye, û ew bi domdarî dikare substratên mezin ên gihîştî bi performansa lêçûnek bilind peyda bike. Di heman demê de, guheztina germî û guheztina elektrîkê baş e, û pêvajoya cîhaza elektronîkî ya Si gihîştî ye. Di pêşerojê de îmkana yekkirina bêkêmasî amûrên GaN optoelektronîk bi amûrên elektronîkî Si re jî mezinbûna epîtaksiya GaN li ser silicon pir balkêş dike.
Lêbelê, ji ber cûdahiya mezin a domdarên tîrêjê di navbera substrate Si û materyalê GaN de, epîtaksiya heterojen a GaN li ser substratê Si epîtaksiyek mezin a nehevsengiya tîpîk e, û ew jî hewce dike ku bi rêzek pirsgirêkan re rû bi rû bimîne:
✔ Pirsgirêka enerjiya navbeynkariya rûkalê. Dema ku GaN li ser substratek Si mezin dibe, rûyê substratê Si dê pêşî were nitrid kirin da ku tebeqek nîtrîda silicon amorf a ku ji nûvekirin û mezinbûna GaN-a tansiyona bilind re ne guncan be ava bike. Wekî din, rûbera Si dê pêşî bi Ga-yê re têkilî daynin, ku dê rûbera substratê Si xera bike. Di germahiyên bilind de, perçebûna rûbera Si-yê dê di qata epîtaksial ya GaN de belav bibe da ku lekeyên siliconê yên reş çêbike.
✔ Neliheviya domdar a tîrêjê di navbera GaN û Si de mezin e (~ 17%), ku dê bibe sedema pêkhatina veqetandinên tîrêjê yên bilind û bi girîngî qalîteya qata epitaxial kêm bike;
✔ Li gorî Si-yê, GaN xwedan rêjeyek berfirehbûna germî ya mezintir e (hevbera berfirehbûna germî ya GaN bi qasî 5,6 × 10-6K-1 e, rêjeya berfirehbûna germî ya Si bi qasî 2,6 × 10-6K-1 e), û dibe ku di GaN-ê de şikestin çêbibin. tebeqeya epîtaksial di dema sarbûna germahiya epîtaksial de heya germahiya odeyê;
✔ Si di germahiyên bilind de bi NH3 re reaksiyonê dike ku SiNx-a polîkrîstal çêbike. AlN nikare li ser SiNx-a polîkrîstalîn navokek bijarte ava bike, ku dibe sedema rêgezek nebaş a pileya GaN-ê ya ku dûv re mezin bûye û hejmareke zêde kêmasiyan, di encamê de kalîteya krîstalê ya tebeqeya epîtaksial a GaN-ê xirab dike, û tewra di avakirina yek-kristal de jî dijwar dibe. Tebeqeya epîtaksial GaN [6].
Ji bo çareserkirina pirsgirêka nelihevhatina tora mezin, lêkolîneran hewl dane ku materyalên wekî AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO, û SiC wekî qatên tampon li ser substratên Si bidin nasîn. Ji bo ku ji çêbûna SiNx-a polîkrîstal dûr nekevin û bandorên wê yên neyînî li ser kalîteya krîstal a materyalên GaN/AlN/Si (111) kêm bikin, bi gelemperî pêdivî ye ku TMAl ji bo demek diyarkirî were destnîşan kirin berî mezinbûna epîtaksial a qata tampon AlN. ji bo ku NH3 bi rûxara Si-ya vekirî re reaksiyonê neke û SiNx çêbike. Digel vê yekê, teknolojiyên epîtaksial ên wekî teknolojiya substratê ya nîgarkirî dikare were bikar anîn da ku kalîteya qata epîtaksial baştir bike. Pêşkeftina van teknolojiyên ji bo astengkirina avakirina SiNx-ê di navgîniya epitaxial de dibe alîkar, mezinbûna du-alî ya qata epitaxial GaN pêşve dike, û kalîteya mezinbûnê ya qata epitaxial baştir dike. Wekî din, qatek tampon AlN tê destnîşan kirin ku ji bo telafîkirina stresa tansiyonê ya ku ji ber cûdahiya hevberên berfirehbûna termal ve hatî çêkirin ji bo nehiştina şikestinên di tebeqeya epîtaksial ya GaN de li ser substrata siliconê pêk tê. Lêkolîna Krost nîşan dide ku têkiliyek erênî di navbera qalindahiya tebeqeya tampon AlN û kêmkirina çewisandinê de heye. Dema ku stûrahiya qata tampon digihîje 12nm, qatek epîtaksial ji 6μm qalindtir dikare li ser bingehek silicon bi rêgezek mezinbûnê ya guncan ve bêyî şilbûna qata epîtaksial were mezin kirin.
Piştî hewildanên demdirêj ên lêkolîneran, qalîteya qatên epîtaksial ên GaN yên ku li ser binesazên siliconê têne mezin kirin bi girîngî baştir bûye, û amûrên wekî transîstorên bandora zeviyê, detektorên ultraviyole asteng Schottky, LED-yên kesk-şîn û lazerên ultraviyole pêşkeftinek girîng pêk anîne.
Bi kurtahî, ji ber ku substratên epîtaksial ên GaN yên ku bi gelemperî têne bikar anîn hemî epîtaksiya heterojen in, ew hemî bi pirsgirêkên hevpar ên wekî nehevsengiya tîrêjê û cûdahiyên mezin di rêjeyên berfirehbûna germî de bi dereceyên cihêreng re rû bi rû dimînin. Substratên GaN yên epîtaksial ên homojen ji hêla gihîştina teknolojiyê ve têne sînorkirin, û substrat hîna bi girseyî nehatine hilberandin. Lêçûna hilberînê zêde ye, mezinahiya substratê piçûk e, û kalîteya substratê ne îdeal e. Pêşxistina substratên nû yên epitaxial GaN û başkirina kalîteya epitaxial hîn jî yek ji wan faktorên girîng e ku pêşkeftina pêşdetir a pîşesaziya epitaxial GaN sînordar dike.
IV. Rêbazên hevpar ên ji bo epitaxy GaN
MOCVD (veşartina vapora kîmyewî)
Wusa dixuye ku epîtaksiya homojen a li ser substratên GaN ji bo epîtaksiya GaN bijareya çêtirîn e. Lêbelê, ji ber ku pêşgotinên hilweşandina buhara kîmyewî trimethylgallium û ammonia ne, û gaza hilgirê hîdrojen e, germahiya mezinbûna MOCVD-ya tîpîk bi qasî 1000-1100 ℃ e, û rêjeya mezinbûna MOCVD di saetekê de bi qasî çend mîkronan e. Ew dikare di asta atomê de navberên hişk çêbike, ku ji bo mezinbûna heterojunctions, bîrên quantum, superlattices û avahiyên din pir maqûl e. Rêjeya mezinbûna wê ya bilez, yekrengiya baş, û guncawbûna ji bo mezinbûna qadek mezin û pir-parçe bi gelemperî di hilberîna pîşesaziyê de têne bikar anîn.
MBE (epîtaksiya tîrêjê molekulî)
Di epîtaksiya tîrêjê ya molekulî de, Ga çavkaniyek elementek bikar tîne, û nîtrojena çalak ji nîtrojenê bi plasma RF ve tê wergirtin. Li gorî rêbaza MOCVD, germahiya mezinbûna MBE bi qasî 350-400℃ kêmtir e. Germahiya kêmbûna mezinbûnê dikare ji hin gemarîbûnên ku dibe ku ji hêla hawîrdorên germahiya bilind ve çêbibin dûr bixe. Pergala MBE di bin valahiya ultra-bilind de dixebite, ku destûrê dide wê ku bêtir rêbazên tespîtkirina li cîhê yek bike. Di heman demê de, rêjeya mezinbûnê û kapasîteya hilberîna wê bi MOCVD re nayê berhev kirin, û ew bêtir di lêkolîna zanistî de tê bikar anîn [7].
Figure 5 (a) Şematîka Eiko-MBE (b) şematîka jûreya berteka sereke MBE
Rêbaza HVPE (epîtaksiya qonaxa vaporê ya hîdrodî)
Pêşengên rêbaza epîtaksiya qonaxa vaporê ya hîdrodî GaCl3 û NH3 ne. Detchprohm et al. vê rêbazê bi kar anî da ku qatek epîtaksîal GaN bi sedan mîkron stûr li ser rûbera substratek yaqûtê mezin bike. Di ceribandina wan de, tebeqeya ZnO di navbera substrata yaqûtê û tebeqeya epîtaksial de wekî qatek tampon hat mezin kirin, û tebeqeya epîtaksial ji rûyê substratê hate jêkirin. Li gorî MOCVD û MBE, taybetmendiya sereke ya rêbaza HVPE rêjeya mezinbûna wê ya bilind e, ku ji bo hilberîna qatên qalind û materyalên mezin maqûl e. Lêbelê, dema ku qalindahiya tebeqeya epîtaksial ji 20μm derbas bibe, tebeqeya epîtaksial a ku bi vê rêbazê hatî hilberandin, dibe sedema şikestinê.
Akira USUI li ser bingeha vê rêbazê teknolojiya substratê ya nexşekirî destnîşan kir. Wan pêşî bi rêbaza MOCVD-ê li ser substratek yaqûtê qatek epîtaksial GaN a tenik 1-1,5 μm mezin kirin. Tebeqeya epitaxial ji qatek tampon GaN ya 20 nm ku di bin şert û mercên germahiya nizm de mezin bûye û qatek GaN ku di bin şert û mercên germahiya bilind de mezin bûye pêk tê. Dûv re, di 430 ℃ de, qatek SiO2 li ser rûyê qata epîtaksial hate danîn, û xetên pencereyê li ser fîlima SiO2 bi fotolîtografî hatin çêkirin. Cihê rêzê 7μm bû û firehiya maskê ji 1μm heta 4μm bû. Piştî vê başbûnê, wan qatek epîtaksîal GaN li ser substratek yaqûtê ya 2 înç ku bê qijikan û wek neynikê xweş bû, hetta dema ku qalindahî bi dehan an jî bi sedan mîkronan zêde bû, bi dest xistin. Kêmbûna kêmasiyê ji 109-1010cm-2 ya rêbaza kevneşopî ya HVPE bi qasî 6×107cm-2 kêm bû. Wan her weha di ceribandinê de destnîşan kir ku dema ku rêjeya mezinbûnê ji 75 μm / h derbas bibe, dê rûbera nimûneyê zirav bibe[8].
Figure 6 Graphical Substrate Schematic
V. Kurtayî û Dîtin
Materyalên GaN di sala 2014-an de dest pê kir dema ku ronahiya şîn LED wê salê Xelata Nobelê ya Fîzîkê wergirt, û ket qada gelemperî ya sepanên barkirina bilez di qada elektronîkî ya xerîdar de. Di rastiyê de, serîlêdanên di amplifikatorên hêzê û cîhazên RF de ku di stasyonên bingehîn 5G de têne bikar anîn ku pir kes nikarin bibînin jî bi bêdengî derketine holê. Di salên dawî de, pêşkeftina amûrên hêzê yên pola otomotîvê-based GaN tê çaverê kirin ku xalên mezinbûnê yên nû ji bo bazara serîlêdana materyalê GaN veke.
Daxwaza mezin a bazarê bê guman dê pêşkeftina pîşesazî û teknolojiyên girêdayî GaN pêşve bibe. Digel mezinbûn û başkirina zincîra pîşesaziyê ya bi GaN-ê ve, pirsgirêkên ku bi teknolojiya epîtaksial a heyî ya GaN re rû bi rû dimînin dê di dawiyê de werin çêtir kirin an jî derbas bibin. Di pêşerojê de, mirov bê guman dê teknolojiyên nû yên epîtaksial û vebijarkên substratê yên hêja pêş bixin. Wê hingê, mirov dê karibin teknolojiya lêkolîna derveyî ya herî maqûl û substratê ji bo senaryoyên serîlêdanê yên cihêreng li gorî taybetmendiyên senaryoyên serîlêdanê hilbijêrin, û hilberên xwerû yên herî pêşbazî hilberînin.
Dema şandinê: Jun-28-2024