Үчүнчү муундагы жарым өткөргүч GaN жана ага байланыштуу эпитаксиалдык технологияга киришүү

1. Үчүнчү муундагы жарым өткөргүчтөр

Биринчи муундагы жарым өткөргүчтөр технологиясы Si жана Ge сыяктуу жарым өткөргүч материалдарынын негизинде иштелип чыккан. Ал транзисторлордун жана интегралдык микросхема технологиясынын өнүгүшүнүн материалдык негизи болуп саналат. Биринчи муундагы жарым өткөргүч материалдар 20-кылымда электрондук өнөр жайынын пайдубалын түптөгөн жана интегралдык микросхема технологиясынын негизги материалдары болуп саналат.

Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдарга негизинен галлий арсениди, индий фосфиди, галлий фосфиди, индий арсениди, алюминий арсениди жана алардын үчилтик кошулмалары кирет. Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдар оптоэлектрондук маалымат өнөр жайынын негизи болуп саналат. Ушул негизде жарыктандыруу, дисплей, лазер жана фотоэлектрика сыяктуу тиешелүү тармактар ​​өнүккөн. Алар заманбап маалымат технологиялары жана оптоэлектрондук дисплей өнөр жайларында кеңири колдонулат.

Үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдардын өкүлдүк материалдарына галлий нитриди жана кремний карбиди кирет. Алардын кең тилкелүү аралыгы, электрондордун жогорку каныккандыгынын дрейф ылдамдыгы, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана жогорку бузулуу талаасынын күчүнө байланыштуу, алар жогорку кубаттуулуктагы тыгыздыктагы, жогорку жыштыктагы жана аз жоготуудагы электрондук түзүлүштөрдү даярдоо үчүн идеалдуу материалдар болуп саналат. Алардын арасында кремний карбидинин электр түзүлүштөрү жогорку энергия тыгыздыгы, аз энергия керектөө жана кичинекей өлчөмдөгү артыкчылыктарга ээ жана жаңы энергиялык унааларда, фотоэлектрикада, темир жол транспортунда, чоң маалыматтарда жана башка тармактарда кеңири колдонуу келечегине ээ. Галлий нитридинин RF түзүлүштөрү жогорку жыштыктагы, жогорку кубаттуулуктагы, кең өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү, аз энергия керектөө жана кичинекей өлчөмдөгү артыкчылыктарга ээ жана 5G байланышында, Буюмдар интернетинде, аскердик радарда жана башка тармактарда кеңири колдонуу келечегине ээ. Мындан тышкары, галлий нитридине негизделген электр түзүлүштөрү төмөнкү чыңалуу тармагында кеңири колдонулуп келет. Мындан тышкары, акыркы жылдары жаңыдан пайда болуп жаткан галлий кычкылынын материалдары учурдагы SiC жана GaN технологиялары менен техникалык жактан толуктоону түзүп, төмөнкү жыштыктагы жана жогорку чыңалуудагы тармактарда колдонуу келечегине ээ болот деп күтүлүүдө.

Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдар менен салыштырганда, үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдарынын тилке аралыгы кеңирээк (биринчи муундагы жарым өткөргүч материалдын типтүү материалы болгон Siдин тилке аралыгы болжол менен 1,1 эВ, экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдын типтүү материалы болгон GaAsтын тилке аралыгы болжол менен 1,42 эВ, ал эми үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдын типтүү материалы болгон GaNдин тилке аралыгы 2,3 эВ жогору), нурланууга туруктуулугу күчтүүрөөк, электр талаасынын бузулушуна туруктуулугу күчтүүрөөк жана температурага туруктуулугу жогору. Тилке аралыгы кеңирирээк болгон үчүнчү муундагы жарым өткөргүч материалдар нурланууга туруктуу, жогорку жыштыктагы, жогорку кубаттуулуктагы жана жогорку интеграциялык тыгыздыктагы электрондук түзүлүштөрдү өндүрүү үчүн өзгөчө ылайыктуу. Алардын микротолкундуу радио жыштыктагы түзүлүштөрдө, светодиоддордо, лазерлерде, электр түзүлүштөрүндө жана башка тармактарда колдонулушу көпчүлүктүн көңүлүн бурду жана мобилдик байланышта, акылдуу тармактарда, темир жол транспортунда, жаңы энергиялык унааларда, керектөөчү электроникада, ошондой эле ультрафиолет жана көк-жашыл жарык түзүлүштөрүндө кеңири өнүгүү келечегин көрсөттү [1].