>
>
2023-02-15
Третьего поколения материал полупроводника имеет материальные преимущества представления которые не могут идут в сравнение с материалы кремния. Судящ от характеристик ширины полосы частот, термальной проводимости, электрического поля нервного расстройства и других характеристик которые определяют представление прибора, третьего поколения полупроводник лучший чем это из материалов кремния. Поэтому, введение третьего поколения полупроводника может хорошо разрешить недостатки материалов кремния сегодня и улучшить прибор. Тепловыделение, потери при теплопроводности, высокая температура, частота коротковолнового диапазона и другие характеристики как новый двигатель в индустриях оптической электроники и микроэлектроники.
Среди их, GaN имеет широкое применение и рассмотрены, что будет одним из самых важных материалов полупроводника после кремния. Сравненный с основанными на кремни приборами силы широко использовал в настоящее время, приборы силы GaN имейте более высокую критическую силу электрического поля, понижайте сопротивление открыт-государства, и более быструю переключая частоту, которая может достигнуть более высоких эффективности и работы системы в условиях высоких температур.
Затруднения однородной эпитаксии
Как субстрат, GaN естественно самый соответствующий материал субстрата для расти как эпитаксиальная пленка GaN. Однородный эпитаксиальный рост может фундаментально разрешить проблему рассогласования решетки и термальное рассогласование столкнулось при помощи неоднородных материалов субстрата, уменьшает стресс причиненный разницами в свойствах между материалами во время процесса роста, и может вырасти высококачественный эпитаксиальный слой GaN который не может идет в сравнение с неоднородный субстрат. Например, листы высококачественного нитрида галлия эпитаксиальные можно вырасти с нитридом галлия как субстрат. Внутреннюю плотность дефекта можно уменьшить к одн-тысячному из эпитаксиального листа с субстратом сапфира, который может эффектно уменьшить температуру соединения СИД и увеличить яркость в единственную поверхность больше чем 10 раз.
GaN сперва было синтезировано в 1932, когда нитрид галлия был синтезирован от NH3 и чистого металла Ga. С тех пор, хотя много положительных исследований на материалах нитрида галлия monocrystalline, потому что GaN нельзя расплавить на атмосферном давлении, оно разложены в Ga и N2 на высокой температуре, и давление разложения на своей точке плавления (2300°C) как высоко как 6GPa. Трудно для настоящего оборудования роста выдержать такое высокое давление на точке плавления GaN. Поэтому, традиционные плавят метод нельзя использовать для роста монокристаллов GaN, настолько неоднородная эпитаксия можно только выбрать на других субстратах. В настоящее время, основанные на GaN приборы главным образом основаны на неоднородных субстратах (кремнии, кремниевом карбиде, сапфире, etc.), делая развитие из субстратов GaN одиночных кристаллических и однородные эпитаксиальные приборы запаздывают позади применение неоднородных эпитаксиальных приборов.
Несколько материалов субстрата
Сапфир
Сапфир (α-Al2O3), также известный как корунд, наиболее коммерчески используемый материал субстрата СИД, занимая большую долю рынка субстрата СИД. В предыдущей пользе, субстрат сапфира отражает свои уникальные преимущества. Выросли фильм GaN, который соответствует к плотности дислокации фильма, который выросли на субстрате SiC, и сапфир растется мимо плавит технологию. Процесс более зрел. Он может получить более недорогой, более крупноразмерный и высококачественный одиночный кристалл, который соответствующий для индустриального развития. Поэтому, он самые предыдущие и наиболее широко использовал материал субстрата в индустрии СИД.
Кремниевый карбид
Кремниевый карбид материал полупроводника группы IV-IV, который в настоящее время второй единственный материал субстрата СИД сапфира в удельном весе на рынке. SiC имеет разнообразие кристаллические типы, которые можно разделить в 3 категории: кубический (как 3C-SiC), шестиугольный (как 4H-SiC) и диамант (как 15R-SiC). Большинств кристаллы 3C, 4H и 6H, чего 4H и 6H-SiC главным образом использованы как субстраты GaN.
Кремниевый карбид очень соответствующий для быть субстратом СИД. Однако, должный к высококачественному росту, крупноразмерный кристалл SiC одиночный труден, и SiC наслоенная структура, которая легка к cleate, и подвергая механической обработке представление плохо. Легко ввести дефекты шага на поверхности субстрата, которая влияет на качество эпитаксиального слоя. Цена субстрата SiC одинакового размера в десятки раз который субстрата сапфира, и высокая цена ограничивают свое широкомасштабное применение.
Monocrystalline кремний
Материал кремния наиболее широко используемый и зрелый материал полупроводника в настоящее время. Должный к высокой зрелости monocrystalline технологии роста материала кремния, легко получить недорогой, крупноразмерный (6до12 дюймов) и высококачественный субстрат, который может значительно уменьшить цену СИД. Кроме того, потому что кремний monocrystalline широко был использован в поле микроэлектроники, сразу интеграция обломоков и интегральных схема СИД может быть осуществлена путем использование monocrystalline субстрата кремния, который благоприятен к миниатюризации приборов СИД. К тому же, сравненный с наиболее широко используемым субстратом СИД, сапфир, monocrystalline кремний имеет некоторые преимущества в представлении: высокую термальную проводимость, хорошую электрическую проводимость, вертикальные структуры можно подготовить, и более соответствующая для высокомощной подготовки СИД.
Сводка
Свяжитесь мы в любое время
