1. Semiconductor taranaka fahatelo
Ny teknolojia semiconductor taranaka voalohany dia novolavolaina mifototra amin'ny fitaovana semiconductor toy ny Si sy Ge. Izy io no fototra ara-materialy ho an'ny fampandrosoana ny transistors sy ny teknolojia mitambatra. Ny fitaovana semiconductor andiany voalohany dia nametraka ny fototra ho an'ny indostrian'ny elektronika tamin'ny taonjato faha-20 ary ireo fitaovana fototra ho an'ny teknolojia mitambatra.
Ny fitaovana semiconductor andiany faharoa amin'ny ankapobeny dia ahitana gallium arsenide, indium phosphide, gallium phosphide, indium arsenide, aluminium arsenide ary ny fitambaran'izy ireo. Ny fitaovana semiconductor andiany faharoa no fototry ny indostrian'ny fampahalalana optoelectronic. Miorina amin'izany, ny indostria mifandraika toy ny jiro, fampisehoana, laser ary photovoltaics dia novolavolaina. Izy ireo dia ampiasaina betsaka amin'ny teknolojian'ny fampahalalam-baovao ankehitriny sy ny indostrian'ny fampisehoana optoelectronic.
Ny fitaovana solontenan'ny fitaovana semiconductor andiany fahatelo dia ahitana ny gallium nitride sy ny karbida silisiôma. Noho ny elanelan'ny tarika midadasika, ny hafainganam-pandehan'ny saturation elektronika avo lenta, ny conductivity mafana avo lenta, ary ny tanjaky ny fahapotehana avo lenta, dia fitaovana tsara indrindra izy ireo amin'ny fanomanana fitaovana elektronika avo lenta, avo lenta ary ambany. Anisan'izany, ny fitaovana herinaratra silisiôma carbide dia manana tombony amin'ny hakitroky ny angovo avo, ny fanjifana angovo ambany ary ny habe kely, ary manana fahatsinjovana fampiharana malalaka amin'ny fiara angovo vaovao, photovoltaics, fitaterana lalamby, data lehibe ary sehatra hafa. Ny fitaovana RF Gallium nitride dia manana tombony amin'ny fatran'ny matetika, ny hery avo, ny bandwidth midadasika, ny fanjifana herinaratra ambany ary ny habe kely, ary manana vinavina fampiharana malalaka amin'ny fifandraisana 5G, Internet of Things, radar miaramila ary sehatra hafa. Fanampin'izany, ny fitaovana herinaratra mifototra amin'ny gallium nitride dia nampiasaina betsaka tamin'ny sehatry ny herinaratra ambany. Ho fanampin'izay, tato anatin'ny taona vitsivitsy, ny fitaovana gallium oxide vao misondrotra dia antenaina hamolavola famenoana ara-teknika miaraka amin'ny teknolojia SiC sy GaN efa misy, ary manana fahatsinjovana fampiharana mety amin'ny sehatra ambany sy avo lenta.
Raha ampitahaina amin'ny fitaovana semiconductor andiany faharoa, ny fitaovana semiconductor andiany fahatelo dia manana sakan'ny bandgap lehibe kokoa (ny sakan'ny bandgap an'ny Si, fitaovana mahazatra amin'ny fitaovana semiconductor andiany voalohany, dia eo amin'ny 1.1eV, ny sakan'ny bandgap an'ny GaAs, mahazatra. Ny fitaovana amin'ny fitaovana semiconductor andiany faharoa, dia manodidina ny 1.42eV, ary ny sakan'ny bandgap GaN, fitaovana mahazatra amin'ny fitaovana semiconductor taranaka fahatelo, dia mihoatra ny 2.3eV), fanoherana taratra matanjaka kokoa, fanoherana mahery vaika amin'ny fahapotehan'ny herinaratra, ary fanoherana ny hafanana. Ny fitaovana semiconductor andiany fahatelo miaraka amin'ny sakan'ny bandgap midadasika dia mety indrindra amin'ny famokarana fitaovana elektronika mahatohitra taratra, avo lenta, avo lenta ary avo lenta. Ny fampiharana azy ireo amin'ny fitaovana fandrefesana onjam-peo mikraoba, LED, laser, fitaovana herinaratra ary sehatra hafa dia nahasarika ny sain'ny maro, ary naneho ny fahatsinjovana fampandrosoana midadasika amin'ny fifandraisana finday, smart grids, lalamby fitaterana, fiara angovo vaovao, elektronika mpanjifa, ary ultraviolet sy manga. -fitaovana jiro maitso [1].
Loharano sary: CASA, Zheshang Securities Research Institute
Sary 1 GaN mari-pandrefesana sy vinavina
II GaN rafitra ara-nofo sy ny toetra
GaN dia semiconductor bandgap mivantana. Ny sakan'ny bandgap amin'ny rafitra wurtzite amin'ny mari-pana amin'ny efitrano dia manodidina ny 3.26eV. Ny fitaovana GaN dia manana rafitra kristaly telo lehibe, dia ny firafitry ny wurtzite, ny rafitra sphalerite ary ny rafitra sira vato. Amin'izy ireo, ny rafitra wurtzite no rafitra kristaly miorina indrindra. Ny sary 2 dia sarin'ny rafitra wurtzite hexagonal an'ny GaN. Ny firafitry ny wurtzite amin'ny akora GaN dia an'ny rafitra feno hexagonal. Ny sela tsirairay dia manana atôma 12, anisan'izany ny atôma 6 N sy ny ataoma 6 Ga. Ny ataoma Ga (N) tsirairay dia mamorona fatorana miaraka amin'ireo atôma N (Ga) 4 akaiky indrindra ary atambatra amin'ny filaharan'ny AABAB… manaraka ny [0001] lalana [2].
Sary 2 Ny rafitra Wurtzite diagrama selan'ny kristaly GaN
III Sobika fampiasa matetika ho an'ny epitaxy GaN
Toa ny epitaxy homogeneous amin'ny substrate GaN no safidy tsara indrindra ho an'ny epitaxy GaN. Na izany aza, noho ny herin'ny fatorana lehibe an'ny GaN, rehefa mahatratra ny haavon'ny 2500 ℃ ny mari-pana, ny fanerena simba mifanaraka aminy dia eo amin'ny 4.5GPa. Rehefa ambany noho io fanerena io ny fanerena simba dia tsy mitsonika ny GaN fa mipoitra mivantana. Izany dia mahatonga ny teknolojia fanomanana substrate matotra toy ny fomba Czochralski tsy mety amin'ny fanomanana ny substrate kristaly tokana GaN, ka mahatonga ny substrate GaN ho sarotra ny hamokatra faobe sy lafo. Noho izany, ny substrate ampiasaina matetika amin'ny fitomboan'ny epitaxial GaN dia Si, SiC, safira, sns. [3].
Chart 3 GaN sy ny mason'ny akora substrate fampiasa matetika
GaN epitaxy amin'ny safira
Ny safira dia manana fananana simika maharitra, mora, ary manana fahamatorana avo amin'ny indostrian'ny famokarana lehibe. Noho izany dia lasa iray amin'ireo fitaovana substrate voalohany sy be mpampiasa indrindra amin'ny injeniera fitaovana semiconductor. Amin'ny maha-iray amin'ireo substrate fampiasa matetika ho an'ny epitaxy GaN, ny olana lehibe tokony hovahana amin'ny substrate safira dia:
✔ Noho ny tsy fitovian'ny lattice lehibe eo amin'ny safira (Al2O3) sy ny GaN (eo amin'ny 15%), dia avo be ny hakitroky ny kilema eo amin'ny fifandraisana eo amin'ny sosona epitaxial sy ny substrate. Mba hampihenana ny voka-dratsiny, ny substrate dia tsy maintsy iharan'ny fitsaboana sarotra alohan'ny hanombohan'ny epitaxy. Alohan'ny hitomboan'ny GaN epitaxy amin'ny substrate safira, dia tsy maintsy diovina tsara aloha ny velaran'ny substrate mba hanesorana ireo loto, fahasimban'ny polishing sisa, sns, ary hamokatra dingana sy firafitry ny dingana. Avy eo, ny ambonin'ny substrate dia nitrided hanova ny toetra mando ny epitaxial sosona. Farany, mila apetraka eo amin'ny tampon'ny substrate ny sosona buffer AlN manify (matetika 10-100nm ny hateviny) ary apetraka amin'ny hafanana ambany mba hiomanana amin'ny fitomboan'ny epitaxial farany. Na izany aza, ny hakitroky ny dislocation ao amin'ny GaN epitaxial sarimihetsika mitombo amin'ny safira substrates dia mbola ambony noho ny an'ny homoepitaxial films (eo amin'ny 1010cm-2, raha oharina amin'ny tena zero dislocation density amin'ny silika homoepitaxial sarimihetsika na gallium arsenide homoepitaxial film, na eo anelanelan'ny 102 sy 104cm- 2). Ny hakitroky ny kilema ambony dia mampihena ny fivezivezen'ny mpitatitra, ka manafohy ny androm-piainan'ny mpitatitra vitsy an'isa ary mampihena ny conductivity mafana, izay hampihena ny fahombiazan'ny fitaovana [4];
✔ Ny coefficient fanitarana mafana amin'ny safira dia lehibe kokoa noho ny an'ny GaN, noho izany dia hipoitra ao amin'ny sosona epitaxial ny tsindrin-tsakafo biaxial mandritra ny dingan'ny fampangatsiahana avy amin'ny mari-pana deposition mankany amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano. Ho an'ny sarimihetsika epitaxial matevina kokoa, io adin-tsaina io dia mety hiteraka fikorontanan'ny sarimihetsika na ny substrate aza;
✔ Raha ampitahaina amin'ny substrate hafa, ny conductivity mafana amin'ny substrate safira dia ambany kokoa (eo amin'ny 0.25W * cm-1 * K-1 amin'ny 100 ℃), ary ratsy ny fahombiazan'ny fanaparitahana hafanana;
✔ Noho ny tsy fahampian'ny conductivity, ny substrate safira dia tsy mety amin'ny fampidirana sy ny fampiharana azy amin'ny fitaovana semiconductor hafa.
Na dia ambony aza ny hakitroky ny lefona epitaxial GaN mitombo amin'ny substrate safira, dia toa tsy mampihena be ny fahombiazan'ny optoelectronic an'ny LED manga-maitso miorina amin'ny GaN, ka ny substrate safira dia mbola ampiasaina matetika ho substrate ho an'ny LED miorina amin'ny GaN.
Miaraka amin'ny fivoaran'ny fampiharana vaovao bebe kokoa amin'ny fitaovana GaN toy ny laser na fitaovana hafa manana hery avo lenta, ny lesoka voajanahary amin'ny substrate safira dia nanjary famerana ny fampiharana azy ireo. Ankoatr'izay, miaraka amin'ny fivoaran'ny teknolojia fitomboan'ny substrate SiC, ny fampihenana ny vidiny ary ny fahamatoran'ny teknolojia epitaxial GaN amin'ny substrate Si, ny fikarohana bebe kokoa momba ny fitomboan'ny sosona epitaxial GaN amin'ny substrate safira dia naneho tsikelikely ny fironana mangatsiaka.
GaN epitaxy amin'ny SiC
Raha ampitahaina amin'ny safira, ny substrate SiC (4H- sy 6H-crystals) dia manana tsy fitoviana kely kokoa amin'ny gaN epitaxial layers (3.1%, mitovy amin'ny [0001] sarimihetsika epitaxial), conductivity mafana kokoa (manodidina ny 3.8W * cm-1 * K). -1), sns. Ankoatra izany, ny conductivity ny substrate SiC dia mamela ny fifandraisana elektrika atao amin'ny ambadiky ny substrate, izay manampy amin'ny fanatsorana ny firafitry ny fitaovana. Ny fisian'ireo tombony ireo dia nahasarika mpikaroka bebe kokoa hiasa amin'ny epitaxy GaN amin'ny substrate karbida silika.
Na izany aza, ny fiasana mivantana amin'ny substrate SiC mba hisorohana ny fitomboan'ny epilayers GaN dia miatrika andiana fatiantoka, anisan'izany ireto manaraka ireto:
✔ Ny habetsan'ny substrate SiC dia avo kokoa noho ny an'ny substrate safira (ny hamafin'ny safira 0.1nm RMS, ny hamafin'ny SiC 1nm RMS), ny substrate SiC dia manana hamafin'ny haavo sy tsy fahombiazan'ny fanodinana, ary ity habibiana ity sy ny fahasimbana sisa tavela dia iray amin'ireo ihany koa. loharanon'ny lesoka ao amin'ny epilayers GaN.
✔ Ny hakitroky ny visy amin'ny substrate SiC dia avo (ny hakitroky ny dislocation 103-104cm-2), ny fikisahana visy dia mety hiparitaka amin'ny epilayer GaN ary hampihena ny fahombiazan'ny fitaovana;
✔ Ny fandrindrana atomika eo amin'ny tampon'ny substrate dia mandrisika ny fiforonan'ny lesoka mitongilana (BSF) ao amin'ny epilayer GaN. Ho an'ny GaN epitaxial amin'ny substrate SiC, dia misy baiko fandaharana atomika marobe amin'ny substrate, ka miteraka tsy mifanaraka amin'ny filaharana atomika voalohany amin'ny sosona GaN epitaxial eo amboniny, izay mora mitongilana. Ny fahadisoan'ny stacking (SFs) dia mampiditra saha elektrika naorina amin'ny alàlan'ny c-axis, izay miteraka olana toy ny fahatapahan'ny fitaovana fisarahana amin'ny fiaramanidina;
✔ Kely kokoa noho ny an'ny AlN sy GaN ny fatran'ny fanitarana mafana ao amin'ny substrate SiC, izay mahatonga ny fihanaky ny adin-tsaina mafana eo anelanelan'ny sosona epitaxial sy ny substrate mandritra ny dingan'ny fampangatsiahana. Waltereit sy Brand dia naminavina mifototra amin'ny valin'ny fikarohana nataony fa ity olana ity dia azo ahena na voavaha amin'ny alàlan'ny fampitomboana ny sosona epitaxial GaN amin'ny sosona nucleation AlN manify sy mirindra;
✔ Ny olana amin'ny tsy fahampian'ny atoma Ga. Rehefa mitombo ny sosona epitaxial GaN mivantana eo amin'ny tampon'ny SiC, noho ny tsy fahampian-drano eo amin'ireo atoma roa, ny GaN dia mora amin'ny fitomboan'ny nosy 3D eo amin'ny substrate. Ny fampidirana sosona buffer no vahaolana fampiasa matetika indrindra hanatsarana ny kalitaon'ny fitaovana epitaxial amin'ny epitaxy GaN. Ny fampidirana sosona buffer AlN na AlxGa1-xN dia afaka manatsara tsara ny fahamandoan'ny SiC ary mampitombo ny sosona epitaxial GaN amin'ny lafiny roa. Ankoatr'izay, afaka mandrindra ny adin-tsaina izy ary manakana ny tsy fahampian'ny substrate tsy hiitatra mankany amin'ny epitaxy GaN;
✔ Ny teknolojia fanomanana ny substrate SiC dia tsy matotra, lafo ny vidin'ny substrate, ary vitsy ny mpamatsy ary kely ny famatsiana.
Ny fikarohana nataon'i Torres sy ny al. mitombo eo amin`ny tany am-boalohany substrate ambonin`ny. Ny fikarohana nataon'i Xie sy ny ekipany dia mampiseho ihany koa fa ny fanosorana mialoha ny substrate karbida silisiôma dia afaka manatsara ny morphologie ambonin'ny tany sy ny kalitaon'ny kristaly amin'ny sosona epitaxial GaN. Smith et al. Hita fa ny dislocations amin'ny kofehy avy amin'ny substrate / buffer layer sy buffer layer / epitaxial layer interfaces dia mifandray amin'ny fisaka ny substrate [5].
Figure 4 TEM morphology of GaN santionany sosona epitaxial nambolena tamin'ny substrate 6H-SiC (0001) eo ambanin'ny fepetra fitsaboana samihafa (a) fanadiovana simika; b) fanadiovana simika + fitsaboana plasma hydrogène; (c) fanadiovana simika + fitsaboana ranon-dra hydrogène + fitsaboana hafanana 1300 ℃ mandritra ny 30min
GaN epitaxy amin'ny Si
Raha ampitahaina amin'ny karbida silisiôma, safira ary substrate hafa, ny dingana fanomanana ny substrate silisiôma dia matotra, ary afaka manome substrate lehibe lehibe amin'ny vidiny lafo. Mandritra izany fotoana izany, tsara ny conductivity mafana sy ny conductivity elektrika, ary matotra ny fizotran'ny fitaovana elektronika Si. Ny mety hampidirana tanteraka ny fitaovana GaN optoelectronic amin'ny fitaovana elektronika Si amin'ny ho avy dia mahatonga ny fitomboan'ny epitaxy GaN amin'ny silisiôma ho tena manintona.
Na izany aza, noho ny fahasamihafana lehibe eo amin'ny lattice constants eo amin'ny substrate Si sy ny fitaovana GaN, ny epitaxy heterogène an'ny GaN amin'ny substrate Si dia epitaxy tsy mifanandrify lehibe, ary mila miatrika olana maromaro ihany koa izy:
✔ Olan'ny angovo interface tsara. Rehefa mitombo ny GaN amin'ny substrate Si, ny endrik'ilay substrate Si dia ho nitrided voalohany mba hamorona sosona silisiôma nitride amorphous izay tsy mifanaraka amin'ny nucleation sy ny fitomboan'ny GaN avo lenta. Ankoatra izany, ny Si surface dia hifandray voalohany amin'i Ga, izay hanimba ny endriky ny substrate Si. Amin'ny mari-pana ambony dia hiparitaka any amin'ny sosona epitaxial GaN ny fanimbana ny endrik'i Si mba hamorona tasy silisiôma mainty.
✔ Ny tsy fitovian'ny lattice tsy tapaka eo amin'ny GaN sy Si dia lehibe (~ 17%), izay hitarika amin'ny fiforonan'ny fikorontanan'ny kofehy avo lenta ary hampihena ny kalitaon'ny sosona epitaxial;
✔ Raha ampitahaina amin'ny Si, ny GaN dia manana coefficient fanitarana mafana kokoa (eo amin'ny 5.6 × 10-6K-1 ny tahan'ny fanitarana mafana an'ny GaN, manodidina ny 2.6 × 10-6K-1 ny tahan'ny fanitarana thermal an'i GaN), ary mety hipoitra ny GaN. sosona epitaxial mandritra ny fampangatsiahana ny mari-pana epitaxial mankany amin'ny mari-pana;
✔ Mihetsika amin'ny NH3 amin'ny hafanana ambony ny Si ka mamorona SiNx polycrystalline. Ny AlN dia tsy afaka mamorona nokleary miompana manokana amin'ny polycrystalline SiNx, izay mitarika ho amin'ny fikorontanan'ny orientation amin'ny sosona GaN nitombo taty aoriana sy ny lesoka be dia be, ka mahatonga ny kalitaon'ny kristaly ratsy amin'ny sosona epitaxial GaN, ary na dia ny fahasarotana amin'ny fananganana kristaly tokana aza. Layer epitaxial GaN [6].
Mba hamahana ny olan'ny tsy fitovian'ny mason-tsivana lehibe, ny mpikaroka dia nanandrana nampiditra fitaovana toy ny AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO, ary SiC ho sosona buffer amin'ny substrate Si. Mba hisorohana ny fiforonan'ny polycrystalline SiNx sy hampihenana ny fiantraikany ratsy eo amin'ny kalitao kristaly ny fitaovana GaN / AlN / Si (111), TMAl dia matetika takiana mba hampidirana ny fe-potoana sasany alohan'ny epitaxial fitomboan'ny AlN buffer sosona. mba hisorohana ny NH3 tsy hihetsika amin'ny velarana Si miharihary mba hamorona SiNx. Ankoatr'izay, ny teknolojia epitaxial toy ny teknolojia substrate modely dia azo ampiasaina hanatsarana ny kalitaon'ny sosona epitaxial. Ny fampivoarana ireo teknolojia ireo dia manampy amin'ny fanakanana ny fiforonan'ny SiNx amin'ny interface epitaxial, hampiroborobo ny fitomboana roa-dimensional amin'ny sosona epitaxial GaN, ary hanatsara ny kalitaon'ny fitomboan'ny sosona epitaxial. Ho fanampin'izany, ny sosona buffer AlN dia ampidirina mba hanonerana ny adin-tsaina vokatry ny fahasamihafan'ny coefficient fanitarana mafana mba hialana amin'ny triatra amin'ny sosona epitaxial GaN amin'ny substrate silisiôma. Ny fikarohana nataon'i Krost dia mampiseho fa misy fifandraisana tsara eo amin'ny hatevin'ny sosona buffer AlN sy ny fihenan'ny tebiteby. Rehefa mahatratra 12nm ny hatevin'ny sosona buffer, ny sosona epitaxial matevina kokoa noho ny 6μm dia azo ambolena amin'ny substrate silisiôma amin'ny alàlan'ny rafitra fitomboana mety tsy misy fikorontanana epitaxial.
Taorian'ny ezaka maharitra nataon'ny mpikaroka, ny kalitaon'ny sosona epitaxial GaN nambolena tamin'ny substrate silisiôma dia nihatsara be, ary ny fitaovana toy ny transistor effet an-tsaha, ny mpitsikilo taratra ultraviolet Schottky, ny LED manga-maitso ary ny laser ultraviolet dia nanao fandrosoana lehibe.
Raha fintinina, satria ny substrate epitaxial GaN ampiasaina matetika dia epitaxy heterogène avokoa, izy rehetra dia miatrika olana mahazatra toy ny tsy fitovian'ny lattice sy ny fahasamihafana lehibe amin'ny coefficient fanitarana mafana amin'ny ambaratonga samihafa. Ny substrate GaN homogeneous epitaxial dia voafetra amin'ny fahamatoran'ny teknolojia, ary ny substrate dia tsy mbola namokatra betsaka. Ny vidin'ny famokarana dia avo, ny haben'ny substrate dia kely, ary ny kalitaon'ny substrate dia tsy mety. Ny fivoaran'ny substrate epitaxial GaN vaovao sy ny fanatsarana ny kalitaon'ny epitaxial dia mbola iray amin'ireo antony lehibe mametra ny fivoaran'ny indostrian'ny epitaxial GaN.
IV. Fomba mahazatra ho an'ny epitaxy GaN
MOCVD (fametrahana etona simika)
Toa ny epitaxy homogeneous amin'ny substrate GaN no safidy tsara indrindra ho an'ny epitaxy GaN. Na izany aza, satria ny precursors ny simika etona deposition dia trimethylgallium sy amoniaka, ary ny entona mpitatitra dia hydrogène, ny mahazatra MOCVD fitomboana mari-pana dia eo amin'ny 1000-1100 ℃, ary ny tahan'ny fitomboan'ny MOCVD dia eo ho eo microns isan'ora. Afaka mamokatra interface tsara amin'ny ambaratonga atomika izy io, izay mety tsara amin'ny fitomboan'ny heterojunctions, lavadrano quantum, superlattices ary rafitra hafa. Ny tahan'ny fitomboana haingana, ny fitoviana tsara ary ny mety amin'ny fitomboan'ny faritra midadasika sy ny ampahany maro dia matetika ampiasaina amin'ny famokarana indostrialy.
MBE (molecular beam epitaxy)
Ao amin'ny epitaxy molecular beam, Ga dia mampiasa loharano singa, ary azota azo avy amin'ny azota amin'ny alàlan'ny plasma RF. Raha ampitahaina amin'ny fomba MOCVD, ny mari-pana fitomboan'ny MBE dia eo amin'ny 350-400 ℃ ambany. Ny mari-pana ambany kokoa amin'ny fitomboana dia afaka misoroka ny loto sasany izay mety ho vokatry ny tontolo iainana ambony. Ny rafitra MBE dia miasa eo ambanin'ny vacuum ultra-high, izay mamela azy hampiditra fomba fitiliana in-situ bebe kokoa. Mandritra izany fotoana izany, ny taham-pitombony sy ny fahafaha-mamokatra dia tsy azo ampitahaina amin'ny MOCVD, ary ampiasaina bebe kokoa amin'ny fikarohana siantifika [7].
Sary 5 (a) Eiko-MBE schematic (b) MBE main reaction chamber schematic
Fomba HVPE (epitaxy fase etona hydride)
Ny mpialoha lalana ny fomba epitaxy dingana etona hydride dia GaCl3 sy NH3. Detchprohm et al. nampiasa io fomba io mba hampitomboana sosona epitaxial GaN an-jatony mikraoba matevina eo ambonin'ny substrate safira. Tamin'ny fanandraman'izy ireo dia nisy sosona ZnO naniry teo anelanelan'ny substrate safira sy ny sosona epitaxial ho toy ny sosona buffer, ary nesorina teo ambonin'ny substrate ny sosona epitaxial. Raha oharina amin'ny MOCVD sy MBE, ny tena mampiavaka ny fomba HVPE dia ny tahan'ny fitomboana avo, izay mety amin'ny famokarana sosona matevina sy fitaovana betsaka. Na izany aza, rehefa mihoatra ny 20μm ny hatevin'ny sosona epitaxial, ny sosona epitaxial vokarin'ity fomba ity dia mora vaky.
Akira USUI dia nampiditra ny teknolojia substrate mifototra amin'ity fomba ity. Namboleny voalohany ny sosona epitaxial GaN matevina 1-1.5μm matevina amin'ny substrate safira mampiasa ny fomba MOCVD. Ny sosona epitaxial dia misy sosona GaN matevina matevina 20nm nambolena tao anatin'ny toetry ny mari-pana ambany ary sosona GaN nitombo tao anatin'ny toe-javatra mafana. Avy eo, amin'ny 430 ℃, misy sosona SiO2 nopetahana teo ambonin'ny epitaxial sosona, ary ny fikandrana varavarankely dia natao tamin'ny sarimihetsika SiO2 tamin'ny alàlan'ny photolithography. Ny elanelan'ny tsipika dia 7μm ary ny sakan'ny saron-tava dia 1μm hatramin'ny 4μm. Taorian'io fanatsarana io, dia nahazo sosona epitaxial GaN izy ireo tamin'ny substrate safira mirefy 2 santimetatra izay tsy misy triatra ary malama toy ny fitaratra na dia nitombo hatramin'ny micron na an-jatony aza ny hateviny. Ny hakitroky ny kilema dia nihena avy amin'ny 109-1010cm-2 amin'ny fomba HVPE nentim-paharazana ho 6 × 107cm-2. Nasongadin'izy ireo tamin'ny andrana ihany koa fa rehefa mihoatra ny 75μm/h ny tahan'ny fitomboana, dia ho lasa henjana ny santionany [8].
Sary 6 Skema substrate grafika
V. Famintinana sy fijery
Nanomboka nipoitra ny fitaovana GaN tamin'ny taona 2014 rehefa nahazo ny Loka Nobel momba ny Fizika ny jiro manga LED tamin'io taona io, ary niditra tao amin'ny sahan'ny besinimaro momba ny famandrihana haingana amin'ny sehatry ny elektronika mpanjifa. Raha ny marina, nipoitra mangingina ihany koa ny fampiharana amin'ny fanamafisam-pahefana sy fitaovana RF ampiasaina amin'ny toby toby 5G izay tsy hitan'ny ankamaroan'ny olona. Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny fahatapahan'ny fitaovam-pamokarana herinaratra miorina amin'ny GaN dia antenaina hanokatra teboka fitomboana vaovao ho an'ny tsenan'ny fampiharana fitaovana GaN.
Ny fangatahan'ny tsena goavana dia azo antoka fa hampiroborobo ny fivoaran'ny indostria sy ny teknolojia mifandraika amin'ny GaN. Miaraka amin'ny fahamatorana sy ny fanatsarana ny rojo indostrialy mifandraika amin'ny GaN, ny olana atrehin'ny teknolojia epitaxial GaN amin'izao fotoana izao dia hihatsara na ho resy amin'ny farany. Amin'ny ho avy, azo antoka fa hamolavola teknolojia epitaxial vaovao sy safidy substrate tsara kokoa ny olona. Amin'izay fotoana izay, ny olona dia afaka misafidy ny teknolojia fikarohana ivelany mety indrindra sy substrate ho an'ny toe-javatra fampiharana samihafa araka ny toetran'ny toe-javatra fampiharana, ary mamokatra vokatra namboarina indrindra amin'ny fifaninanana.
Fotoana fandefasana: Jun-28-2024