1. Kolmannen sukupolven puolijohteet
Ensimmäisen sukupolven puolijohdeteknologia kehitettiin puolijohdemateriaalien, kuten piin ja germiinin, pohjalta. Se on transistoreiden ja integroitujen piirien teknologian kehityksen materiaalinen perusta. Ensimmäisen sukupolven puolijohdemateriaalit loivat perustan elektroniikkateollisuudelle 1900-luvulla ja ovat integroitujen piirien teknologian perusmateriaaleja.
Toisen sukupolven puolijohdemateriaaleihin kuuluvat pääasiassa galliumarsenidi, indiumfosfidi, galliumfosfidi, indiumarsenidi, alumiiniarsenidi ja niiden kolmikomponenttiset yhdisteet. Toisen sukupolven puolijohdemateriaalit ovat optoelektronisen tietoteollisuuden perusta. Tältä pohjalta on kehitetty siihen liittyviä teollisuudenaloja, kuten valaistus, näyttö, laser ja aurinkosähkö. Niitä käytetään laajalti nykyaikaisessa tietotekniikassa ja optoelektronisen näytön teollisuudessa.
Kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalien edustavia materiaaleja ovat galliumnitridi ja piikarbidi. Laajan energiavälin, suuren elektronisaturaationopeuden, korkean lämmönjohtavuuden ja suuren läpilyöntikentän voimakkuuden ansiosta ne ovat ihanteellisia materiaaleja suuren tehotiheyden, korkeataajuuksien ja pienihäviöisten elektronisten laitteiden valmistukseen. Piikarbiditeholaitteilla on etuna korkea energiatiheys, alhainen energiankulutus ja pieni koko, ja niillä on laajat sovellusmahdollisuudet uusissa energianlähteissä, aurinkosähkössä, raideliikenteessä, big datassa ja muilla aloilla. Galliumnitridipohjaisilla radiotaajuuslaitteilla on etuna korkea taajuus, suuri teho, laaja kaistanleveys, alhainen virrankulutus ja pieni koko, ja niillä on laajat sovellusmahdollisuudet 5G-viestinnässä, esineiden internetissä, sotilastutkassa ja muilla aloilla. Lisäksi galliumnitridipohjaisia teholaitteita on käytetty laajalti pienjännitealalla. Viime vuosina uusien galliumoksidimateriaalien odotetaan muodostavan teknisen täydentävyyden olemassa oleville SiC- ja GaN-teknologioille, ja niillä on potentiaalisia sovellusmahdollisuuksia pientaajuus- ja suurjännitealoilla.
Verrattuna toisen sukupolven puolijohdemateriaaleihin, kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaleilla on leveämpi energiavyön leveys (ensimmäisen sukupolven puolijohdemateriaalin tyypillisen materiaalin, Si:n, energiavyön leveys on noin 1,1 eV, toisen sukupolven puolijohdemateriaalin tyypillisen materiaalin, GaAs:n, energiavyön leveys on noin 1,42 eV ja kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalin tyypillisen materiaalin, GaN:n, energiavyön leveys on yli 2,3 eV), vahvempi säteilynkestävyys, vahvempi sähkökentän läpilyönnin kestävyys ja korkeampi lämpötilankestävyys. Leveämmän energiavyön leveyden omaavat kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalit soveltuvat erityisen hyvin säteilynkestävien, korkeataajuisten, suuritehoisten ja suuren integrointitiheyden omaavien elektronisten laitteiden valmistukseen. Niiden sovellukset mikroaaltoradiotaajuuslaitteissa, LEDeissä, lasereissa, teholaitteissa ja muilla aloilla ovat herättäneet paljon huomiota, ja ne ovat osoittaneet laajoja kehitysnäkymiä matkaviestinnässä, älykkäissä sähköverkoissa, raideliikenteessä, uusien energialähteiden ajoneuvoissa, kulutuselektroniikassa sekä ultravioletti- ja sinivihreissä valolaitteissa [1].
Kuvalähde: CASA, Zheshangin arvopaperitutkimuslaitos
Kuva 1 GaN-teholaitteen aikaskaala ja ennuste
II GaN-materiaalin rakenne ja ominaisuudet
GaN on suora energiavyöhykkeellä toimiva puolijohde. Wurtsiittirakenteen energiavyön leveys huoneenlämpötilassa on noin 3,26 eV. GaN-materiaaleilla on kolme pääasiallista kiderakennetta: wurtsiittirakenne, sfaleriittirakenne ja vuorisuolarakenne. Näistä wurtsiittirakenne on vakain kiderakenne. Kuva 2 on kaavio GaN:n kuusikulmaisesta wurtsiittirakenteesta. GaN-materiaalin wurtsiittirakenne kuuluu kuusikulmaiseen tiiviisti pakattuun rakenteeseen. Jokaisessa yksikkösolussa on 12 atomia, mukaan lukien 6 N-atomia ja 6 Ga-atomia. Jokainen Ga(N)-atomi muodostaa sidoksen neljän lähimmän N(Ga)-atomin kanssa ja on pinottu järjestyksessä ABABAB… [0001]-suunnassa [2].
Kuva 2. Wurtsiittirakenteen GaN-kidesolukaavio
III Yleisesti käytetyt GaN-epitaksian alustat
GaN-alustojen homogeeninen epitaksi näyttää olevan paras valinta GaN-epitaksiaan. GaN:n suuren sidosenergian vuoksi sen vastaava hajoamispaine on kuitenkin noin 4,5 GPa, kun lämpötila saavuttaa 2500 ℃:n sulamispisteen. Kun hajoamispaine on tätä painetta alhaisempi, GaN ei sula, vaan hajoaa suoraan. Tämä tekee kypsät alustanvalmistustekniikat, kuten Czochralskin menetelmän, sopimattomiksi GaN-yksikidealustojen valmistukseen, mikä tekee GaN-alustoista vaikeita massatuotantoa ja kalliita. Siksi GaN:n epitaksiaalisessa kasvatuksessa yleisesti käytetyt alustat ovat pääasiassa piitä, piikarbidia, safiiria jne. [3].
Kaavio 3 GaN ja yleisesti käytettyjen alustamateriaalien parametrit
GaN-epitaksi safiirilla
Safiirilla on vakaat kemialliset ominaisuudet, se on halpaa ja sillä on korkea kypsyysaste laajamittaisessa tuotannossa teollisuudessa. Siksi siitä on tullut yksi varhaisimmista ja laajimmin käytetyistä substraattimateriaaleista puolijohdelaitetekniikassa. Yhtenä GaN-epitaksian yleisesti käytetyistä substraateista safiirisubstraattien tärkeimmät ratkaistavat ongelmat ovat:
✔ Safiirin (Al2O3) ja GaN:n välisen suuren hilarakenteen epäsuhdan (noin 15 %) vuoksi epitaksiaalisen kerroksen ja substraatin rajapinnan virhetiheys on erittäin korkea. Haitallisten vaikutusten vähentämiseksi substraatti on esikäsiteltävä monimutkaisesti ennen epitaksiaalisen prosessin aloittamista. Ennen GaN-epitaksian kasvattamista safiirialustoille substraatin pinta on ensin puhdistettava perusteellisesti epäpuhtauksien, kiillotusjälkien jne. poistamiseksi ja porrastuksen ja porraspintarakenteiden aikaansaamiseksi. Sitten substraatin pinta nitrataan epitaksiaalisen kerroksen kostutusominaisuuksien muuttamiseksi. Lopuksi substraatin pinnalle on kerrostettava ohut AlN-puskurikerros (yleensä 10–100 nm paksu) ja hehkutettava alhaisessa lämpötilassa lopullisen epitaksiaalisen kasvun valmistelua varten. Silti safiirialustalle kasvatettujen GaN-epitaksiaalikalvojen dislokaatiotiheys on edelleen korkeampi kuin homoepitaksiaalikalvojen (noin 1010 cm⁻², verrattuna piihomoepitaksiaalikalvojen tai galliumarsenidihomoepitaksiaalikalvojen käytännössä nolladislokaatiotiheyteen eli 102–104 cm⁻²). Suurempi vikatiheys vähentää varauksenkuljettajien liikkuvuutta, mikä lyhentää vähemmistökantajien elinikää ja heikentää lämmönjohtavuutta, mikä kaikki heikentää laitteen suorituskykyä [4].
✔ Safiirin lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin GaN:n, joten epitaksiaaliseen kerrokseen syntyy kaksiaksiaalinen puristusjännitys jäähtymisen aikana laskeutumislämpötilasta huoneenlämpötilaan. Paksummilla epitaksiaalikalvoilla tämä jännitys voi aiheuttaa kalvon tai jopa alustan halkeilua.
✔ Verrattuna muihin alustoihin, safiirisubstraattien lämmönjohtavuus on alhaisempi (noin 0,25 W*cm-1*K-1 100 ℃:ssa), ja lämmönhukkakyky on huono;
✔ Huonon johtavuutensa vuoksi safiirialustat eivät sovellu integrointiin ja käyttöön muiden puolijohdelaitteiden kanssa.
Vaikka safiirialustoille kasvatettujen GaN-epitaksiaalikerrosten vikatiheys on korkea, se ei näytä merkittävästi heikentävän GaN-pohjaisten sinivihreiden LEDien optoelektronista suorituskykyä, joten safiirialustat ovat edelleen yleisesti käytettyjä GaN-pohjaisten LEDien substraatteja.
GaN-laitteiden uusien sovellusten, kuten lasereiden tai muiden tiheästi toimivien teholaitteiden, kehittyessä safiirisubstraattien luontaiset viat ovat yhä enemmän rajoittaneet niiden käyttöä. Lisäksi piikarbidi-substraattien kasvatusteknologian kehittyessä, kustannusten alentuessa ja GaN-epitaksiaaliteknologian kypsyessä piisubstraateilla GaN-epitaksiaalikerrosten kasvattamista safiirisubstraateilla koskeva tutkimus on vähitellen osoittanut jäähtymissuuntausta.
GaN-epitaksi piikarbidilla
Verrattuna safiiriin, piikarbidialustoilla (4H- ja 6H-kiteillä) on pienempi hilarakenteen epäsuhta GaN-epitaksiaalikerrosten kanssa (3,1 %, vastaa [0001]-orientoituneita epitaksiaalikalvoja) ja korkeampi lämmönjohtavuus (noin 3,8 W*cm-1*K-1) jne. Lisäksi piikarbidialustojen johtavuus mahdollistaa myös sähköisten kontaktien muodostamisen alustan takapuolelle, mikä auttaa yksinkertaistamaan laitteen rakennetta. Näiden etujen olemassaolo on houkutellut yhä useampia tutkijoita työskentelemään GaN-epitaksian parissa piikarbidialustoilla.
Suoraan piikarbidialustoille työskentely GaN-epikerrosten kasvattamisen välttämiseksi kohtaa kuitenkin myös useita haittoja, mukaan lukien seuraavat:
✔ Piikarbidialustojen pinnan karheus on paljon suurempi kuin safiirisubstraattien (safiirin karheus 0,1 nm RMS, piikarbidin karheus 1 nm RMS). Piikarbidialustoilla on korkea kovuus ja heikko prosessointikyky, ja tämä karheus ja jäännöskiillotusvauriot ovat myös yksi GaN-epikerrosten virheiden lähteistä.
✔ SiC-alustojen ruuvien dislokaatiotiheys on korkea (dislokaatiotiheys 103-104cm-2), ruuvien dislokaatiot voivat levitä GaN-epikerrokseen ja heikentää laitteen suorituskykyä;
✔ Substraatin pinnan atomien järjestyminen aiheuttaa pinoamisvirheiden (BSF) muodostumisen GaN-epikerroksessa. Epitaksiaalisen GaN:n tapauksessa piikarbidialustoilla substraatilla on useita mahdollisia atomien järjestymisjärjstyksiä, mikä johtaa epitaksiaalisen GaN-kerroksen epäjohdonmukaiseen alkuperäiseen atomien pinoamisjärjestykseen, mikä on altis pinoamisvirheille. Pinoamisvirheet (SF) synnyttävät sisäänrakennettuja sähkökenttiä c-akselin suuntaisesti, mikä johtaa ongelmiin, kuten tasomaisten varauksenkuljettajien erotuslaitteiden vuotoihin;
✔ Piikarbidi-substraatin lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin AlN:llä ja GaN:lla, mikä aiheuttaa lämpöjännityksen kertymistä epitaksiaalikerroksen ja substraatin välille jäähdytysprosessin aikana. Waltereit ja Brand ennustivat tutkimustulostensa perusteella, että tätä ongelmaa voidaan lievittää tai ratkaista kasvattamalla GaN:n epitaksiaalikerroksia ohuille, koherenttisti jännittyneille AlN-nukleaatiokerroksille;
✔ Ga-atomien huonon kostuvuuden ongelma. Kasvatettaessa GaN-epitaksiaalikerroksia suoraan piikarbidipinnalle, GaN:n heikko kostuvuus kahden atomin välillä aiheuttaa alttiutta 3D-saarekkeiden kasvulle alustan pinnalla. Puskurikerroksen lisääminen on yleisimmin käytetty ratkaisu epitaksiaalimateriaalien laadun parantamiseksi GaN-epitaksiassa. AlN- tai AlxGa1-xN-puskurikerroksen lisääminen voi tehokkaasti parantaa piikarbidipinnan kostuvuutta ja saada GaN-epitaksiaalikerroksen kasvamaan kahdessa ulottuvuudessa. Lisäksi se voi myös säädellä jännitystä ja estää alustavirheiden leviämisen GaN-epitaksiaan;
✔ Piikarbidialustojen valmistusteknologia on kehittymätön, alustan hinta on korkea, ja toimittajia on vähän ja tarjontaa vähän.
Torresin ym. tutkimus osoittaa, että piikarbidisubstraatin etsaus H2:lla korkeassa lämpötilassa (1600 °C) ennen epitaksiaalista käsittelyä voi tuottaa substraatin pinnalle järjestäytyneemmän porrasrakenteen, jolloin saadaan laadukkaampi AlN-epitaksiaalikalvo kuin silloin, kun se kasvatetaan suoraan alkuperäiselle substraatin pinnalle. Xien ja hänen tiiminsä tutkimus osoittaa myös, että piikarbidisubstraatin etsausesikäsittely voi parantaa merkittävästi GaN-epitaksiaalikerroksen pinnan morfologiaa ja kidelaatua. Smith ym. havaitsivat, että substraatin ja puskurikerroksen sekä puskurikerroksen ja epitaksiaalikerroksen rajapinnoista peräisin olevat kierteitysdislokaatiot liittyvät substraatin tasaisuuteen [5].
Kuva 4. GaN-epitaksiaalikerrosnäytteiden TEM-morfologia 6H-SiC-substraatille (0001) eri pintakäsittelyolosuhteissa (a) kemiallinen puhdistus; (b) kemiallinen puhdistus + vetyplasmakäsittely; (c) kemiallinen puhdistus + vetyplasmakäsittely + 1300 ℃:n vetylämpökäsittely 30 minuutin ajan
GaN-epitaksi Si:llä
Piikarbidiin, safiirin ja muihin alustoihin verrattuna piialustan valmistusprosessi on kypsä, ja se voi vakaasti tuottaa kypsiä, suurikokoisia alustoja korkealla kustannustehokkuudella. Samalla lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus ovat hyvät, ja piistä valmistettujen elektronisten laitteiden prosessi on kypsä. Mahdollisuus integroida optoelektroniset GaN-laitteet täydellisesti piistä valmistettuihin elektronisiin laitteisiin tulevaisuudessa tekee myös GaN-epitaksian kasvusta piin päällä erittäin houkuttelevaa.
Si-substraatin ja GaN-materiaalin välisten hilavakioiden suuren eron vuoksi GaN:n heterogeeninen epitaksi Si-substraatilla on tyypillinen suuren epäsuhdan epitaksi, ja sen on myös kohdattava useita ongelmia:
✔ Pinnan rajapinnan energiaongelma. Kun GaN kasvaa piisubstraatilla, piisubstraatin pinta ensin nitrautuu muodostaen amorfisen piinitridikerroksen, joka ei edistä tiheän GaN:n ydintymistä ja kasvua. Lisäksi piipinta joutuu ensin kosketuksiin Ga:n kanssa, mikä syövyttää piisubstraatin pintaa. Korkeissa lämpötiloissa piipinnan hajoaminen diffundoituu GaN:n epitaksiaalikerrokseen muodostaen mustia piipisteitä.
✔ GaN:n ja Si:n välinen hilavakion epäsuhta on suuri (~17 %), mikä johtaa tiheiden kierteitysdislokaatioiden muodostumiseen ja heikentää merkittävästi epitaksiaalisen kerroksen laatua;
✔ GaN:lla on suurempi lämpölaajenemiskerroin kuin piillä (GaN:n lämpölaajenemiskerroin on noin 5,6 × 10⁻⁶K⁻¹, piin lämpölaajenemiskerroin on noin 2,6 × 10⁻⁶K⁻¹), ja GaN:n epitaksiaalikerrokseen voi muodostua halkeamia epitaksiaalilämpötilan jäähtyessä huoneenlämpötilaan;
✔ Si reagoi NH3:n kanssa korkeissa lämpötiloissa muodostaen polykiteistä SiNx:ää. AlN ei pysty muodostamaan ensisijaisesti orientoitunutta ydintä polykiteisen SiNx:n pinnalle, mikä johtaa myöhemmin kasvaneen GaN-kerroksen epäjärjestyneeseen orientaatioon ja suureen määrään virheitä. Tämä puolestaan heikentää GaN-epitaksiaalikerroksen kidelaatua ja jopa vaikeuttaa yksikiteisen GaN-epitaksiaalikerroksen muodostamista [6].
Suuren hilaepäsuhdan ongelman ratkaisemiseksi tutkijat ovat yrittäneet ottaa käyttöön materiaaleja, kuten AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO ja SiC, puskurikerroksina piisubstraateille. Polykiteisen SiNx:n muodostumisen välttämiseksi ja sen haitallisten vaikutusten vähentämiseksi GaN/AlN/Si (111) -materiaalien kidelaatuun, TMAl:ää on yleensä lisättävä tietyn ajan ennen AlN-puskurikerroksen epitaksiaalista kasvua, jotta NH3 ei reagoisi paljaan piipinnan kanssa ja muodostaisi SiNx:ää. Lisäksi epitaksiaalisia tekniikoita, kuten kuvioitua substraattitekniikkaa, voidaan käyttää epitaksiaalisen kerroksen laadun parantamiseen. Näiden tekniikoiden kehittäminen auttaa estämään SiNx:n muodostumista epitaksiaalisessa rajapinnassa, edistämään GaN-epitaksiaalisen kerroksen kaksiulotteista kasvua ja parantamaan epitaksiaalisen kerroksen kasvun laatua. Lisäksi AlN-puskurikerros otetaan käyttöön kompensoimaan lämpölaajenemiskertoimien eron aiheuttamaa vetojännitystä ja välttämään halkeamia GaN-epitaksiaalisessa kerroksessa piisubstraatilla. Krostin tutkimus osoittaa, että AlN-puskurikerroksen paksuuden ja venymän pienenemisen välillä on positiivinen korrelaatio. Kun puskurikerroksen paksuus saavuttaa 12 nm:n rajan, piisubstraatille voidaan kasvattaa sopivalla kasvatusmenetelmällä yli 6 μm:n paksuinen epitaksiaalinen kerros ilman epitaksiaalisen kerroksen halkeilua.
Tutkijoiden pitkäaikaisten ponnistelujen ansiosta piisubstraateille kasvatettujen GaN-epitaksiaalikerrosten laatua on parannettu merkittävästi, ja laitteet, kuten kenttätransistorit, Schottky-este-ultraviolettidetektorit, sinivihreät LEDit ja ultraviolettilaserit, ovat edistyneet merkittävästi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että koska yleisesti käytetyt GaN-epitaksiaalisubstraatit ovat kaikki heterogeenisiä, niillä kaikilla on yhteisiä ongelmia, kuten hilarakenteen epäsuhta ja suuret erot lämpölaajenemiskertoimissa vaihtelevassa määrin. Homogeenisten epitaksiaalisten GaN-substraattien saatavuus on rajoitettua teknologian kypsyyden vuoksi, eikä substraatteja ole vielä massatuotettu. Tuotantokustannukset ovat korkeat, substraatin koko on pieni ja substraatin laatu ei ole ihanteellinen. Uusien GaN-epitaksiaalisubstraattien kehittäminen ja epitaksiaalisen laadun parantaminen ovat edelleen yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka rajoittavat GaN-epitaksiaaliteollisuuden jatkokehitystä.
IV. Yleisiä GaN-epitaksian menetelmiä
MOCVD (kemiallinen höyrypinnoitus)
GaN-alustojen homogeeninen epitaksi näyttää olevan paras valinta GaN-epitaksiaan. Koska kemiallisen höyrypinnoituksen lähtöaineet ovat trimetyyligallium ja ammoniakki ja kantajakaasu on vety, tyypillinen MOCVD-kasvulämpötila on noin 1000–1100 ℃ ja MOCVD:n kasvunopeus on noin muutama mikroni tunnissa. Se voi tuottaa jyrkkiä rajapintoja atomitasolla, mikä sopii erittäin hyvin heteroliitosten, kvanttikaivojen, superhilarakenteiden ja muiden rakenteiden kasvattamiseen. Sen nopea kasvunopeus, hyvä tasaisuus ja soveltuvuus laaja-alaiseen ja moniosaiseen kasvatukseen ovat usein käytössä teollisessa tuotannossa.
MBE (molekyylisuihkuepitaksi)
Molekyylisuihkuepitaksiassa Ga käyttää alkuainelähdettä, ja aktiivinen typpi saadaan typestä RF-plasman avulla. MOCVD-menetelmään verrattuna MBE:n kasvulämpötila on noin 350–400 ℃ alhaisempi. Alhaisempi kasvulämpötila voi välttää tiettyä saastumista, jota korkeat lämpötilat voivat aiheuttaa. MBE-järjestelmä toimii erittäin korkeassa tyhjiössä, mikä mahdollistaa useampien in situ -havaitsemismenetelmien integroinnin. Samaan aikaan sen kasvunopeutta ja tuotantokapasiteettia ei voida verrata MOCVD:hen, ja sitä käytetään enemmän tieteellisessä tutkimuksessa [7].
Kuva 5 (a) Eiko-MBE-kaavio (b) MBE-pääreaktiokammiokaavio
HVPE-menetelmä (hydridihöyryfaasiepitaksi)
Hydridihöyryfaasiepitaksian lähtöaineita ovat GaCl3 ja NH3. Detchprohm ym. käyttivät tätä menetelmää kasvattaakseen satojen mikronien paksuisen GaN-epitaksiaalikerroksen safiirisubstraatin pinnalle. Kokeessaan safiirisubstraatin ja epitaksiaalikerroksen väliin kasvatettiin puskurikerroksena ZnO-kerros, ja epitaksiaalikerros kuorittiin pois substraatin pinnalta. Verrattuna MOCVD- ja MBE-menetelmiin, HVPE-menetelmän tärkein ominaisuus on sen korkea kasvunopeus, joka soveltuu paksujen kerrosten ja massamateriaalien tuotantoon. Kuitenkin, kun epitaksiaalikerroksen paksuus ylittää 20 μm, tällä menetelmällä tuotettu epitaksiaalikerros on altis halkeamille.
Akira USUI esitteli tähän menetelmään perustuvan kuvioidun substraattitekniikan. He kasvattivat ensin ohuen, 1–1,5 μm paksun GaN-epitaksiaalikerroksen safiirialustalle MOCVD-menetelmällä. Epitaksiaalikerros koostui 20 nm paksuisesta GaN-puskurikerroksesta, joka oli kasvatettu matalassa lämpötilassa, ja GaN-kerroksesta, joka oli kasvatettu korkeassa lämpötilassa. Sitten 430 ℃:ssa epitaksiaalikerroksen pinnalle levitettiin SiO2-kerros, ja SiO2-kalvolle tehtiin ikkunaraidat fotolitografialla. Raitojen välinen etäisyys oli 7 μm ja maskin leveys vaihteli 1 μm:stä 4 μm:iin. Tämän parannuksen jälkeen he saivat 2 tuuman halkaisijaltaan olevalle safiirialustalle GaN-epitaksiaalikerroksen, joka oli halkeilematon ja peilinsileä, vaikka paksuus kasvoi kymmeniin tai jopa satoihin mikroneihin. Virhetiheys pieneni perinteisen HVPE-menetelmän arvosta 109–1010 cm⁻² noin 6 × 107 cm⁻²:iin. Kokeessa he huomauttivat myös, että kun kasvunopeus ylitti 75 μm/h, näytteen pinta muuttui karheaksi [8].
Kuva 6 Graafinen alustakaavio
V. Yhteenveto ja katsaus
GaN-materiaalit alkoivat ilmestyä vuonna 2014, kun sinisen valon LED voitti Nobelin fysiikan palkinnon samana vuonna, ja tulivat kuluttajaelektroniikan pikalataussovelluksiin. Itse asiassa 5G-tukiasemissa käytettävien tehovahvistimien ja RF-laitteiden sovelluksia, joita useimmat ihmiset eivät näe, on myös hiljaa ilmaantunut. Viime vuosina GaN-pohjaisten autoteollisuuden teholaitteiden läpimurron odotetaan avaavan uusia kasvupisteitä GaN-materiaalien sovellusmarkkinoille.
Valtava markkinakysyntä edistää varmasti GaN:iin liittyvien teollisuudenalojen ja teknologioiden kehitystä. GaN:iin liittyvän teollisuusketjun kypsymisen ja parantumisen myötä nykyisen GaN-epitaksiaaliteknologian kohtaamat ongelmat lopulta paranevat tai voitetaan. Tulevaisuudessa ihmiset kehittävät varmasti lisää uusia epitaksiaaliteknologioita ja erinomaisia alustavaihtoehtoja. Siihen mennessä ihmiset pystyvät valitsemaan sopivimman ulkoisen tutkimusteknologian ja alustan eri sovellusskenaarioihin sovellusskenaarioiden ominaisuuksien mukaan ja tuottamaan kilpailukykyisimpiä räätälöityjä tuotteita.
Julkaisun aika: 28. kesäkuuta 2024