Үчүнчү муундагы жарым өткөргүч GaN жана ага байланыштуу эпитаксиалдык технологияга киришүү

1. Үчүнчү муундагы жарым өткөргүчтөр

Биринчи муундагы жарым өткөргүч технологиясы Si жана Ge сыяктуу жарым өткөргүч материалдарынын негизинде иштелип чыккан. Ал транзисторлорду жана интегралдык микросхемалардын технологиясын иштеп чыгуунун материалдык негизи болуп саналат. Биринчи муундагы жарым өткөргүч материалдар 20-кылымда электрондук өнөр жайынын пайдубалын түптөгөн жана интегралдык микросхемалардын технологиясы үчүн негизги материалдар болуп саналат.

Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдарга негизинен галий арсениди, индий фосфиди, галлий фосфиди, индий арсениди, алюминий арсениди жана алардын үчтүк кошулмалары кирет. Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдар оптоэлектрондук маалымат индустриясынын негизи болуп саналат. Ушунун негизинде жарыктандыруу, дисплей, лазердик, фотоэлектрдик электроэнергия сыяктуу тиешелүү тармактар ​​өнүктү. Алар заманбап маалымат технологияларында жана оптоэлектрондук дисплей тармактарында кеңири колдонулат.

Үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдардын өкүлчүлүгүнө галлий нитриди жана кремний карбиди кирет. Кең диапазондогу боштуктун, жогорку электрондун каныккан дрейфтин ылдамдыгынын, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн жана кыйроонун талаасынын күчтүүлүгүнөн улам, алар жогорку кубаттуулуктагы тыгыздыктагы, жогорку жыштыктагы жана аз жоготуулуу электрондук түзүлүштөрдү даярдоо үчүн идеалдуу материалдар болуп саналат. Алардын арасында, кремний карбид электр аппараттар жогорку энергия тыгыздыгы, аз энергия керектөө, жана чакан өлчөмү артыкчылыктарга ээ, ошондой эле жаңы энергетикалык транспорт каражаттарында, photovoltaics, темир жол транспорту, чоң маалыматтар, жана башка тармактарда кеңири колдонуу келечеги бар. Gallium nitride RF түзмөктөрү жогорку жыштык, жогорку кубаттуулук, кең өткөрүү жөндөмдүүлүгү, аз энергия керектөө жана кичинекей өлчөмдө артыкчылыктарга ээ жана 5G байланышында, нерселердин Интернетинде, аскердик радарларда жана башка тармактарда кеңири колдонуу перспективаларына ээ. Мындан тышкары, галлий нитридинин негизиндеги электр приборлору төмөнкү вольттуу талаада кеңири колдонулган. Мындан тышкары, акыркы жылдары, өнүгүп келе жаткан галлий кычкылынын материалдары учурдагы SiC жана GaN технологиялары менен техникалык толуктоолорду түзүшү жана төмөнкү жыштыктагы жана жогорку чыңалуудагы талааларда колдонуунун потенциалдуу перспективаларына ээ болушу күтүлүүдө.

Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдар менен салыштырганда, үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдар тилке кеңдигине ээ (биринчи муундагы жарым өткөргүч материалдын типтүү материалы болгон Si тилкесинин кеңдиги болжол менен 1,1эВ, экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдын типтүү материалы болгон GaAs диапазонунун кеңдиги, Ga4N типтүү материалы, Ga4eV1 жана материалдын диапазону. үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдан, 2,3eV жогору), күчтүү нурланууга каршылык, электр талаасынын бузулушуна күчтүү каршылык жана жогорку температурага туруктуулук. Үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдары радиацияга туруктуу, жогорку жыштыктагы, кубаттуу жана интеграциялык тыгыздыктагы электрондук түзүлүштөрдү өндүрүү үчүн өзгөчө ылайыктуу. Алардын микротолкундуу радио жыштык түзүлүштөрүндө, светодиоддордо, лазерлерде, күч түзүмдөрүндө жана башка тармактарда колдонулушу көпчүлүктүн көңүлүн буруп, уюлдук байланышта, акылдуу тармактарда, темир жол транзитинде, жаңы энергетикалык транспортто, керектөөчү электроникада, ультрафиолет жана көк-жашыл жарык түзүлүштөрүндө кеңири өнүгүү келечегин көрсөттү [1].