1. Gjysmëpërçuesit e gjeneratës së tretë
Teknologjia gjysmëpërçuese e gjeneratës së parë u zhvillua bazuar në materiale gjysmëpërçuese si Si dhe Ge. Është baza materiale për zhvillimin e transistorëve dhe teknologjisë së qarkut të integruar. Materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së parë hodhën themelet për industrinë elektronike në shekullin e 20-të dhe janë materialet bazë për teknologjinë e qarkut të integruar.
Materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së dytë përfshijnë kryesisht arsenidin e galiumit, fosfidin e indiumit, fosfidin e galiumit, arsenidin e indiumit, arsenidin e aluminit dhe përbërjet e tyre treshe. Materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së dytë janë themeli i industrisë së informacionit optoelektronik. Mbi këtë bazë, janë zhvilluar industri të ndërlidhura si ndriçimi, ekrani, lazeri dhe fotovoltaikët. Ato përdoren gjerësisht në teknologjinë bashkëkohore të informacionit dhe industritë e ekranit optoelektronik.
Materialet përfaqësuese të materialeve gjysmëpërçuese të gjeneratës së tretë përfshijnë nitridin e galiumit dhe karbitin e silikonit. Për shkak të hendekut të gjerë të brezit, shpejtësisë së lartë të lëvizjes së ngopjes së elektroneve, përçueshmërisë së lartë termike dhe forcës së lartë të fushës së prishjes, ato janë materiale ideale për përgatitjen e pajisjeve elektronike me densitet të lartë, me frekuencë të lartë dhe me humbje të ulët. Midis tyre, pajisjet e fuqisë së karabit të silikonit kanë avantazhet e densitetit të lartë të energjisë, konsumit të ulët të energjisë dhe madhësisë së vogël, dhe kanë perspektiva të gjera aplikimi në automjetet me energji të reja, fotovoltaikë, transport hekurudhor, të dhëna të mëdha dhe fusha të tjera. Pajisjet RF të nitridit të galiumit kanë avantazhet e frekuencës së lartë, fuqisë së lartë, gjerësisë së brezit të gjerë, konsumit të ulët të energjisë dhe madhësisë së vogël, dhe kanë perspektiva të gjera aplikimi në komunikimet 5G, Internetin e Gjërave, radarin ushtarak dhe fusha të tjera. Përveç kësaj, pajisjet e energjisë me bazë nitridi galium janë përdorur gjerësisht në fushën e tensionit të ulët. Përveç kësaj, në vitet e fundit, materialet e reja të oksidit të galiumit pritet të formojnë komplementaritet teknik me teknologjitë ekzistuese SiC dhe GaN dhe të kenë perspektiva të mundshme aplikimi në fushat me frekuencë të ulët dhe të tensionit të lartë.
Krahasuar me materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së dytë, materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së tretë kanë gjerësi brezi më të gjerë (gjerësia e brezit të Si, një material tipik i materialit gjysmëpërçues të gjeneratës së parë, është rreth 1.1eV, gjerësia e brezit të GaAs, një tipik materiali i materialit gjysmëpërçues të gjeneratës së dytë, është rreth 1.42eV, dhe gjerësia e brezit të GaN, një material tipik i materialit gjysmëpërçues të gjeneratës së tretë, është mbi 2.3eV), rezistencë më e fortë ndaj rrezatimit, rezistencë më e fortë ndaj prishjes së fushës elektrike dhe rezistencë më e lartë ndaj temperaturës. Materialet gjysmëpërçuese të gjeneratës së tretë me gjerësi më të gjerë të brezit janë veçanërisht të përshtatshme për prodhimin e pajisjeve elektronike rezistente ndaj rrezatimit, me frekuencë të lartë, me fuqi të lartë dhe me densitet të lartë integrimi. Aplikimet e tyre në pajisjet e radiofrekuencave me mikrovalë, LED, lazer, pajisjet e energjisë dhe fusha të tjera kanë tërhequr shumë vëmendje dhe ato kanë treguar perspektiva të gjera zhvillimi në komunikimet celulare, rrjetet inteligjente, tranzitin hekurudhor, automjetet me energji të re, elektronikën e konsumit dhe ultravjollcë dhe blu. -pajisjet me dritë jeshile [1].
Burimi i imazhit: CASA, Zheshang Securities Research Institute
Figura 1 Shkalla kohore dhe parashikimi i pajisjes së fuqisë GaN
II Struktura dhe karakteristikat e materialit GaN
GaN është një gjysmëpërçues i drejtpërdrejtë i brezit. Gjerësia e brezit të strukturës wurtzite në temperaturën e dhomës është rreth 3.26eV. Materialet GaN kanë tre struktura kryesore kristalore, përkatësisht strukturën e wurtzitit, strukturën e sfaleritit dhe strukturën e kripës së shkëmbit. Ndër to, struktura e wurtzitit është struktura kristalore më e qëndrueshme. Figura 2 është një diagram i strukturës gjashtëkëndore wurtzite të GaN. Struktura wurtzite e materialit GaN i përket një strukture gjashtëkëndore të mbushur ngushtë. Çdo qelizë njësi ka 12 atome, duke përfshirë 6 atome N dhe 6 atome Ga. Çdo atom Ga (N) formon një lidhje me 4 atomet N (Ga) më të afërt dhe vendoset në rendin e ABABAB… përgjatë drejtimit [0001] [2].
Figura 2 Struktura e Wurtzitit Diagrami i qelizave kristalore GaN
III Substrate të përdorura zakonisht për epitaksinë GaN
Duket se epitaksia homogjene në nënshtresat GaN është zgjidhja më e mirë për epitaksinë GaN. Sidoqoftë, për shkak të energjisë së madhe të lidhjes së GaN, kur temperatura arrin pikën e shkrirjes prej 2500℃, presioni përkatës i dekompozimit të tij është rreth 4.5GPa. Kur presioni i dekompozimit është më i ulët se ky presion, GaN nuk shkrihet por dekompozohet drejtpërdrejt. Kjo i bën teknologjitë e pjekura të përgatitjes së substratit të tilla si metoda Czochralski të papërshtatshme për përgatitjen e nënshtresave me një kristal GaN, duke i bërë substratet GaN të vështira për t'u prodhuar në masë dhe të kushtueshme. Prandaj, substratet që përdoren zakonisht në rritjen epitaksiale të GaN janë kryesisht Si, SiC, safir, etj. [3].
Grafiku 3 GaN dhe parametrat e materialeve të substratit të përdorura zakonisht
Epitaksi GaN në safir
Safiri ka veti të qëndrueshme kimike, është i lirë dhe ka një pjekuri të lartë të industrisë së prodhimit në shkallë të gjerë. Prandaj, është bërë një nga materialet më të hershme dhe më të përdorura të substratit në inxhinierinë e pajisjeve gjysmëpërçuese. Si një nga substratet e përdorura zakonisht për epitaksinë GaN, problemet kryesore që duhet të zgjidhen për nënshtresat e safirit janë:
✔ Për shkak të mospërputhjes së madhe të rrjetës midis safirit (Al2O3) dhe GaN (rreth 15%), dendësia e defektit në ndërfaqen midis shtresës epitaksiale dhe nënshtresës është shumë e lartë. Për të reduktuar efektet e tij negative, nënshtresa duhet t'i nënshtrohet një paratrajtimi kompleks përpara se të fillojë procesi i epitaksisë. Përpara se të rritet epitaksia GaN në nënshtresa safiri, sipërfaqja e nënshtresës duhet së pari të pastrohet rreptësisht për të hequr ndotësit, dëmtimet e mbetura të lustrimit, etj., dhe për të prodhuar shkallë dhe struktura sipërfaqësore të shkallëve. Më pas, sipërfaqja e nënshtresës nitridohet për të ndryshuar vetitë njomëse të shtresës epitaksiale. Së fundi, një shtresë e hollë tampon AlN (zakonisht 10-100 nm e trashë) duhet të depozitohet në sipërfaqen e nënshtresës dhe të pjeket në temperaturë të ulët për t'u përgatitur për rritjen përfundimtare epitaksiale. Megjithatë, dendësia e dislokimit në filmat epitaksial GaN të rritura në nënshtresa safiri është akoma më e lartë se ajo e filmave homoepitaksial (rreth 1010 cm-2, krahasuar me densitetin e zhvendosjes në thelb zero në filmat homoepitaksial të silikonit ose filmat homoepitaksial të galium arsenidit, ose midis 1010 cm 2). Dendësia më e lartë e defektit redukton lëvizshmërinë e transportuesit, duke shkurtuar kështu jetëgjatësinë e transportuesit të pakicës dhe duke reduktuar përçueshmërinë termike, të gjitha këto do të reduktojnë performancën e pajisjes [4];
✔ Koeficienti i zgjerimit termik të safirit është më i madh se ai i GaN, kështu që stresi shtypës biaksial do të gjenerohet në shtresën epitaksiale gjatë procesit të ftohjes nga temperatura e depozitimit në temperaturën e dhomës. Për filmat më të trashë epitaksial, ky stres mund të shkaktojë çarje të filmit apo edhe të nënshtresës;
✔ Krahasuar me nënshtresat e tjera, përçueshmëria termike e nënshtresave të safirit është më e ulët (rreth 0,25W*cm-1*K-1 në 100℃), dhe performanca e shpërndarjes së nxehtësisë është e dobët;
✔ Për shkak të përçueshmërisë së tij të dobët, nënshtresat e safirit nuk janë të favorshme për integrimin dhe aplikimin e tyre me pajisje të tjera gjysmëpërçuese.
Megjithëse dendësia e defektit të shtresave epitaksiale GaN të rritura në nënshtresat e safirit është e lartë, nuk duket se zvogëlon ndjeshëm performancën optoelektronike të LED-ve blu-jeshile me bazë GaN, kështu që nënshtresat e safirit janë ende substrate të përdorura zakonisht për LED-të me bazë GaN.
Me zhvillimin e më shumë aplikacioneve të reja të pajisjeve GaN si lazerët ose pajisjet e tjera të fuqisë me densitet të lartë, defektet e qenësishme të nënshtresave të safirit janë bërë gjithnjë e më shumë një kufizim në aplikimin e tyre. Përveç kësaj, me zhvillimin e teknologjisë së rritjes së substratit SiC, uljen e kostos dhe pjekurinë e teknologjisë epitaksiale GaN në nënshtresat Si, më shumë kërkime mbi rritjen e shtresave epitaksiale GaN në nënshtresat e safirit kanë treguar gradualisht një tendencë ftohjeje.
Epitaksi GaN në SiC
Krahasuar me safirin, substratet SiC (kristalet 4H- dhe 6H) kanë një mospërputhje më të vogël të rrjetës me shtresat epitaksiale GaN (3,1%, ekuivalente me filmat epitaksialë të orientuar nga [0001]), përçueshmëri më të lartë termike (rreth 3,8W*cm-1*K -1), etj. Përveç kësaj, përçueshmëria e nënshtresave SiC gjithashtu lejon kontaktet elektrike të të bëhet në pjesën e pasme të nënshtresës, gjë që ndihmon në thjeshtimin e strukturës së pajisjes. Ekzistenca e këtyre avantazheve ka tërhequr gjithnjë e më shumë studiues për të punuar në epitaksinë GaN në nënshtresat e karbitit të silikonit.
Sidoqoftë, puna direkt në nënshtresat SiC për të shmangur rritjen e epilayerëve GaN përballet gjithashtu me një sërë disavantazhesh, duke përfshirë sa vijon:
✔ Vrazhdësia e sipërfaqes së nënshtresave SiC është shumë më e lartë se ajo e nënshtresave të safirit (vrazhdësia e safirit 0,1 nm RMS, vrazhdësia e SiC 1 nm RMS), nënshtresat SiC kanë fortësi të lartë dhe performancë të dobët përpunimi, dhe kjo ashpërsi dhe dëmtimi i mbetur i lustrimit janë gjithashtu një nga burimet e defekteve në epilayerët GaN.
✔ Dendësia e zhvendosjes së vidhave të nënshtresave SiC është e lartë (densiteti i dislokimit 103-104cm-2), dislokimet e vidhave mund të përhapen në epilayerin GaN dhe të ulin performancën e pajisjes;
✔ Rregullimi atomik në sipërfaqen e nënshtresës shkakton formimin e gabimeve të grumbullimit (BSF) në epilayerin GaN. Për GaN epitaksial në nënshtresat SiC, ekzistojnë urdhra të shumëfishta të mundshme të rregullimit atomik në nënshtresë, duke rezultuar në renditjen fillestare atomike jokonsistente të grumbullimit të shtresës epitaksiale GaN mbi të, e cila është e prirur ndaj gabimeve të grumbullimit. Defektet e grumbullimit (SF) sjellin fusha elektrike të integruara përgjatë boshtit c, duke çuar në probleme të tilla si rrjedhje e pajisjeve të ndarjes së bartësit në plan;
✔ Koeficienti i zgjerimit termik të substratit SiC është më i vogël se ai i AlN dhe GaN, gjë që shkakton akumulimin e stresit termik midis shtresës epitaksiale dhe nënshtresës gjatë procesit të ftohjes. Waltereit dhe Brand parashikuan bazuar në rezultatet e tyre të kërkimit se ky problem mund të zbutet ose zgjidhet duke rritur shtresat epitaksiale të GaN në shtresat e holla, të tendosura të bërthamës AlN;
✔ Problemi i lagshmërisë së dobët të atomeve Ga. Kur rriten shtresat epitaksiale të GaN direkt në sipërfaqen e SiC, për shkak të lagështimit të dobët midis dy atomeve, GaN është i prirur për rritjen e ishullit 3D në sipërfaqen e nënshtresës. Futja e një shtrese tampon është zgjidhja më e përdorur për të përmirësuar cilësinë e materialeve epitaksiale në epitaksinë GaN. Futja e një shtrese tampon AlN ose AlxGa1-xN mund të përmirësojë në mënyrë efektive lagështimin e sipërfaqes SiC dhe të bëjë që shtresa epitaksiale GaN të rritet në dy dimensione. Përveç kësaj, ai gjithashtu mund të rregullojë stresin dhe të parandalojë defektet e substratit nga shtrirja në epitaksinë GaN;
✔ Teknologjia e përgatitjes së nënshtresave SiC është e papjekur, kostoja e nënshtresës është e lartë dhe ka pak furnizues dhe pak furnizim.
Hulumtimi i Torres et al. tregon se gravimi i substratit SiC me H2 në temperaturë të lartë (1600°C) përpara epitaksisë mund të prodhojë një strukturë hapash më të rregulluar në sipërfaqen e nënshtresës, duke përftuar kështu një film epitaksial AlN me cilësi më të lartë sesa kur është drejtpërdrejt. rritur në sipërfaqen origjinale të nënshtresës. Hulumtimi i Xie dhe ekipit të tij tregon gjithashtu se para-trajtimi me gravurë të nënshtresës së karbitit të silikonit mund të përmirësojë ndjeshëm morfologjinë e sipërfaqes dhe cilësinë e kristalit të shtresës epitaksiale GaN. Smith et al. zbuloi se dislokimet e filetimit me origjinë nga shtresa e nënshtresës/buferit dhe ndërfaqeve të shtresës së tamponit/shtresës epitaksiale janë të lidhura me rrafshimin e nënshtresës [5].
Figura 4 Morfologjia TEM e mostrave të shtresës epitaksiale GaN të rritura në substrat 6H-SiC (0001) në kushte të ndryshme të trajtimit sipërfaqësor (a) pastrim kimik; (b) pastrimi kimik + trajtimi i plazmës me hidrogjen; (c) pastrim kimik + trajtim plazma me hidrogjen + trajtim termik me hidrogjen 1300 ℃ për 30 minuta
Epitaksi GaN në Si
Krahasuar me karbitin e silikonit, safirin dhe nënshtresat e tjera, procesi i përgatitjes së substratit të silikonit është i pjekur dhe mund të sigurojë në mënyrë të qëndrueshme nënshtresa të pjekura me madhësi të madhe me performancë të lartë. Në të njëjtën kohë, përçueshmëria termike dhe përçueshmëria elektrike janë të mira, dhe procesi i pajisjes elektronike Si është i pjekur. Mundësia e integrimit të përsosur të pajisjeve optoelektronike GaN me pajisjet elektronike Si në të ardhmen gjithashtu e bën shumë tërheqëse rritjen e epitaksisë GaN në silikon.
Sidoqoftë, për shkak të ndryshimit të madh në konstantet e rrjetës midis substratit Si dhe materialit GaN, epitaksia heterogjene e GaN në substratin Si është një epitaksi tipike e mospërputhjes së madhe, dhe gjithashtu duhet të përballet me një sërë problemesh:
✔ Problemi i energjisë së ndërfaqes sipërfaqësore. Kur GaN rritet në një substrat Si, sipërfaqja e substratit Si fillimisht do të nitridohet për të formuar një shtresë amorfe nitride silikoni që nuk është e favorshme për bërthamimin dhe rritjen e GaN me densitet të lartë. Përveç kësaj, sipërfaqja Si fillimisht do të kontaktojë Ga, e cila do të gërryejë sipërfaqen e substratit Si. Në temperatura të larta, dekompozimi i sipërfaqes Si do të shpërndahet në shtresën epitaksiale GaN për të formuar njolla të zeza silikoni.
✔ Mospërputhja konstante e rrjetës midis GaN dhe Si është e madhe (~17%), e cila do të çojë në formimin e dislokimeve të filetimit me densitet të lartë dhe do të ulë ndjeshëm cilësinë e shtresës epitaksiale;
✔ Krahasuar me Si, GaN ka një koeficient më të madh të zgjerimit termik (koeficienti i zgjerimit termik të GaN është rreth 5.6×10-6K-1, koeficienti i zgjerimit termik të Si është rreth 2.6×10-6K-1) dhe mund të krijohen çarje në GaN shtresa epitaksiale gjatë ftohjes së temperaturës epitaksiale në temperaturën e dhomës;
✔ Si reagon me NH3 në temperatura të larta për të formuar SiNx polikristalin. AlN nuk mund të formojë një bërthamë të orientuar në mënyrë preferenciale në SiNx polikristalin, gjë që çon në një orientim të çrregullt të shtresës GaN të rritur më pas dhe një numër të madh defektesh, duke rezultuar në cilësi të dobët kristalore të shtresës epitaksiale GaN dhe madje vështirësi në formimin e një kristalore të vetme. Shtresa epitaksiale GaN [6].
Për të zgjidhur problemin e mospërputhjes së madhe të rrjetave, studiuesit janë përpjekur të prezantojnë materiale të tilla si AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO dhe SiC si shtresa buferike në nënshtresat Si. Për të shmangur formimin e SiNx polikristalor dhe për të zvogëluar efektet e tij negative në cilësinë kristalore të materialeve GaN/AlN/Si (111), zakonisht kërkohet që TMAl të futet për një periudhë të caktuar kohe përpara rritjes epitaksiale të shtresës tampon AlN. për të parandaluar që NH3 të reagojë me sipërfaqen e ekspozuar Si për të formuar SiNx. Përveç kësaj, teknologjitë epitaksiale të tilla si teknologjia e nënshtresës së modeluar mund të përdoren për të përmirësuar cilësinë e shtresës epitaksiale. Zhvillimi i këtyre teknologjive ndihmon në pengimin e formimit të SiNx në ndërfaqen epitaksiale, promovimin e rritjes dydimensionale të shtresës epitaksiale GaN dhe përmirësimin e cilësisë së rritjes së shtresës epitaksiale. Përveç kësaj, futet një shtresë tampon AlN për të kompensuar stresin në tërheqje të shkaktuar nga ndryshimi në koeficientët e zgjerimit termik për të shmangur çarjet në shtresën epitaksiale GaN në nënshtresën e silikonit. Hulumtimi i Krost tregon se ekziston një korrelacion pozitiv midis trashësisë së shtresës tampon AlN dhe reduktimit të sforcimit. Kur trashësia e shtresës së tamponit arrin 12 nm, një shtresë epitaksiale më e trashë se 6μm mund të rritet në një substrat silikoni përmes një skeme të përshtatshme rritjeje pa plasaritje të shtresës epitaksiale.
Pas përpjekjeve afatgjata nga studiuesit, cilësia e shtresave epitaksiale GaN të rritura në nënshtresa silikoni është përmirësuar ndjeshëm dhe pajisje të tilla si transistorët e efektit në terren, detektorët ultravjollcë të pengesës Schottky, LED-të blu-jeshile dhe lazerët ultravjollcë kanë bërë përparim të rëndësishëm.
Si përmbledhje, meqenëse substratet epitaksiale GaN të përdorura zakonisht janë të gjitha epitaksi heterogjene, të gjitha ato përballen me probleme të zakonshme si mospërputhja e rrjetave dhe ndryshime të mëdha në koeficientët e zgjerimit termik në shkallë të ndryshme. Substratet homogjene epitaksiale GaN janë të kufizuara nga pjekuria e teknologjisë dhe substratet nuk janë prodhuar ende në masë. Kostoja e prodhimit është e lartë, madhësia e nënshtresës është e vogël dhe cilësia e substratit nuk është ideale. Zhvillimi i nënshtresave të reja epitaksiale GaN dhe përmirësimi i cilësisë epitaksiale janë ende një nga faktorët e rëndësishëm që kufizojnë zhvillimin e mëtejshëm të industrisë epitaksiale GaN.
IV. Metodat e zakonshme për epitaksinë GaN
MOCVD (depozitimi i avullit kimik)
Duket se epitaksia homogjene në nënshtresat GaN është zgjidhja më e mirë për epitaksinë GaN. Sidoqoftë, meqenëse pararendësit e depozitimit të avullit kimik janë trimetilgaliumi dhe amoniaku, dhe gazi mbartës është hidrogjeni, temperatura tipike e rritjes së MOCVD është rreth 1000-1100 ℃, dhe shkalla e rritjes së MOCVD është rreth disa mikronë në orë. Ai mund të prodhojë ndërfaqe të pjerrëta në nivelin atomik, i cili është shumë i përshtatshëm për rritjen e heterobashkimeve, puseve kuantike, superrrjetave dhe strukturave të tjera. Shkalla e tij e shpejtë e rritjes, uniformiteti i mirë dhe përshtatshmëria për rritje në sipërfaqe të mëdha dhe me shumë pjesë përdoren shpesh në prodhimin industrial.
MBE (epitaksi me rreze molekulare)
Në epitaksinë e rrezeve molekulare, Ga përdor një burim elementar, dhe azoti aktiv merret nga azoti përmes plazmës RF. Krahasuar me metodën MOCVD, temperatura e rritjes MBE është rreth 350-400℃ më e ulët. Temperatura më e ulët e rritjes mund të shmangë disa ndotje që mund të shkaktohen nga mjediset me temperaturë të lartë. Sistemi MBE funksionon nën vakum ultra të lartë, i cili e lejon atë të integrojë më shumë metoda zbulimi in-situ. Në të njëjtën kohë, shkalla e tij e rritjes dhe kapaciteti i prodhimit nuk mund të krahasohen me MOCVD, dhe përdoret më shumë në kërkimin shkencor [7].
Figura 5 (a) Skema Eiko-MBE (b) Skema e dhomës kryesore të reagimit MBE
Metoda HVPE (epitaksia e fazës së avullit të hidridit)
Pararendësit e metodës së epitaksisë së fazës së avullit të hidridit janë GaCl3 dhe NH3. Detchprohm et al. përdori këtë metodë për të rritur një shtresë epitaksiale GaN qindra mikron të trashë në sipërfaqen e një nënshtrese safiri. Në eksperimentin e tyre, një shtresë e ZnO u rrit midis nënshtresës së safirit dhe shtresës epitaksiale si një shtresë tampon, dhe shtresa epitaksiale u zhvesh nga sipërfaqja e nënshtresës. Krahasuar me MOCVD dhe MBE, tipari kryesor i metodës HVPE është shkalla e saj e lartë e rritjes, e cila është e përshtatshme për prodhimin e shtresave të trasha dhe materialeve me shumicë. Megjithatë, kur trashësia e shtresës epitaksiale i kalon 20μm, shtresa epitaksiale e prodhuar me këtë metodë është e prirur ndaj çarjeve.
Akira USUI prezantoi teknologjinë e nënshtresës së modeluar bazuar në këtë metodë. Ata së pari rritën një shtresë të hollë epitaksiale GaN 1-1,5μm të trashë në një nënshtresë safiri duke përdorur metodën MOCVD. Shtresa epitaksiale përbëhej nga një shtresë tampon GaN me trashësi 20 nm e rritur në kushte të temperaturës së ulët dhe një shtresë GaN e rritur në kushte të temperaturës së lartë. Më pas, në 430 ℃, një shtresë SiO2 u vendos në sipërfaqen e shtresës epitaksiale dhe shiritat e dritares u bënë në filmin SiO2 me anë të fotolitografisë. Hapësira e shiritave ishte 7μm dhe gjerësia e maskës varionte nga 1μm në 4μm. Pas këtij përmirësimi, ata morën një shtresë epitaksiale GaN në një nënshtresë safiri me diametër 2 inç që ishte pa çarje dhe e lëmuar si një pasqyrë edhe kur trashësia u rrit në dhjetëra apo edhe qindra mikronë. Dendësia e defektit u reduktua nga 109-1010cm-2 e metodës tradicionale HVPE në rreth 6×107cm-2. Ata gjithashtu theksuan në eksperiment se kur shkalla e rritjes kalonte 75μm/h, sipërfaqja e mostrës do të bëhej e ashpër[8].
Figura 6 Skema grafike e nënshtresës
V. Përmbledhje dhe Outlook
Materialet GaN filluan të shfaqen në vitin 2014 kur drita blu LED fitoi çmimin Nobel në Fizikë atë vit dhe hyri në fushën e publikut të aplikacioneve të karikimit të shpejtë në fushën e elektronikës së konsumit. Në fakt, aplikacionet në amplifikatorët e fuqisë dhe pajisjet RF të përdorura në stacionet bazë 5G që shumica e njerëzve nuk mund t'i shohin gjithashtu janë shfaqur në heshtje. Vitet e fundit, përparimi i pajisjeve të energjisë të klasës automobilistike me bazë GaN pritet të hapë pika të reja rritjeje për tregun e aplikimit të materialeve GaN.
Kërkesa e madhe e tregut me siguri do të nxisë zhvillimin e industrive dhe teknologjive të lidhura me GaN. Me pjekurinë dhe përmirësimin e zinxhirit industrial të lidhur me GaN, problemet me të cilat përballet teknologjia aktuale epitaksiale GaN përfundimisht do të përmirësohen ose kapërcehen. Në të ardhmen, njerëzit me siguri do të zhvillojnë më shumë teknologji të reja epitaksiale dhe opsione më të shkëlqyera të substratit. Deri atëherë, njerëzit do të jenë në gjendje të zgjedhin teknologjinë më të përshtatshme të kërkimit të jashtëm dhe substratin për skenarë të ndryshëm aplikimi sipas karakteristikave të skenarëve të aplikimit dhe të prodhojnë produktet më konkurruese të personalizuara.
Koha e postimit: Qershor-28-2024