1. Semiconductors o le tupulaga lona tolu
O le tekinolosi semiconductor o le tupulaga muamua na atiaeina e faʻavae i luga o mea semiconductor e pei o le Si ma le Ge. O le faʻavae lea o meafaitino mo le atinaʻeina o transistors ma tekinolosi fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasi. O meafaitino semiconductor o le tupulaga muamua na faʻataʻatia ai le faʻavae mo le alamanuia eletise i le seneturi 20 ma o meafaitino autu ia mo tekinolosi fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasi.
O mea semiconductor o le tupulaga lona lua e aofia ai le gallium arsenide, indium phosphide, gallium phosphide, indium arsenide, alumini arsenide ma a latou mea e tolu. O mea semiconductor o le tupulaga lona lua o le faavae lea o le pisinisi faʻamatalaga optoelectronic. I luga o lenei faavae, ua atiaʻe ai pisinisi fesoʻotaʻi e pei o moli, faʻaaliga, laser, ma photovoltaics. E faʻaaogaina lautele i tekinolosi faʻamatalaga faʻaonaponei ma pisinisi faʻaaliga optoelectronic.
O meafaitino fa'atusa o meafaitino semiconductor o le tupulaga lona tolu e aofia ai le gallium nitride ma le silicon carbide. Ona o lo latou va lautele o le band, saoasaoa maualuga o le electron saturation drift, maualuga le thermal conductivity, ma le malosi maualuga o le breakdown field, o meafaitino lelei ia mo le sauniaina o masini eletise e maualuga le malosi, maualuga le frequency, ma maualalo le leiloa. O nisi o ia mea, o masini eletise silicon carbide e iai lelei o le maualuga o le malosi, maualalo le fa'aaogaina o le malosi, ma la'ititi le tele, ma e lautele le fa'aogaina i ta'avale fou o le malosi, photovoltaics, felauaiga i luga o nofoaafi, fa'amaumauga tetele, ma isi vaega. O masini RF Gallium nitride e iai lelei o le maualuga o le frequency, maualuga le malosi, lautele le bandwidth, maualalo le fa'aaogaina o le malosi ma la'ititi le tele, ma e lautele le fa'aogaina i feso'ota'iga 5G, le Initaneti o Mea, radar militeri ma isi vaega. E le gata i lea, o masini eletise e fa'avae i luga o le gallium nitride ua fa'aaogaina lautele i le vaega maualalo-voltage. E le gata i lea, i tausaga talu ai nei, o mea fou o le gallium oxide ua fa'amoemoeina o le a fausia se fa'atusatusaga fa'atekinolosi ma tekinolosi SiC ma GaN o lo'o iai nei, ma e ono iai ni fa'aogaina i vaega maualalo-frequency ma maualuga-voltage.
Pe a fa'atusatusa i mea semiconductor o le tupulaga lona lua, o mea semiconductor o le tupulaga lona tolu e lautele atu le lautele o le bandgap (o le lautele o le bandgap o le Si, o se mea masani o le mea semiconductor o le tupulaga muamua, e tusa ma le 1.1eV, o le lautele o le bandgap o le GaAs, o se mea masani o le mea semiconductor o le tupulaga lona lua, e tusa ma le 1.42eV, ma le lautele o le bandgap o le GaN, o se mea masani o le mea semiconductor o le tupulaga lona tolu, e sili atu i le 2.3eV), tete'e malosi atu i le radiation, tete'e malosi atu i le malepe o le eletise, ma tete'e maualuga atu i le vevela. O mea semiconductor o le tupulaga lona tolu e lautele atu le lautele o le bandgap e matua talafeagai lava mo le gaosiga o masini eletise e tete'e atu i le radiation, maualuga le televave, maualuga le malosi ma maualuga le tu'ufa'atasia. O latou fa'aoga i masini microwave radio frequency, LEDs, lasers, masini eletise ma isi vaega ua tosina mai ai le tele o manatu, ma ua latou fa'aalia ai le lautele o le atina'eina i feso'ota'iga feavea'i, smart grids, felauaiga i nofoaafi, ta'avale fou o le malosi, mea fa'aeletoronika a tagata fa'atau, ma masini ultraviolet ma moli lanumoana-lanumeamata [1].
Punaoa o le ata: CASA, Zheshang Securities Research Institute
Ata 1 Fuainumera taimi ma le va'aiga o le masini eletise GaN
II Fausaga ma uiga o meafaitino GaN
O le GaN o se semiconductor e tu'usa'o le fusipa'u. O le lautele o le fusipa'u o le fausaga o le wurtzite i le vevela o le potu e tusa ma le 3.26eV. O mea GaN e tolu fausaga autu o le tioata, o le fausaga o le wurtzite, le fausaga o le sphalerite ma le fausaga o le masima papa. O le fausaga o le wurtzite o le fausaga tioata sili ona mautu. O le Ata 2 o se ata o le fausaga o le wurtzite hexagonal o le GaN. O le fausaga o le wurtzite o le mea GaN e patino i se fausaga e tutusa le hexagonal. O sela ta'itasi e 12 atoms, e aofia ai le 6 N atoms ma le 6 Ga atoms. O atom Ga (N) ta'itasi e fausia ai se fusi ma atom N (Ga) e 4 e latalata ane ma e fa'aputu i le fa'asologa o le ABABAB… i le itu [0001] [2].
Ata 2 Fa'atulagaga Wurtzite o le ata o le sela tioata GaN
III Mea e masani ona fa'aaogaina mo le GaN epitaxy
E foliga mai o le epitaxy tutusa i luga o substrates GaN o le filifiliga sili lea mo le epitaxy GaN. Peitaʻi, ona o le malosi tele o le fusi o le GaN, pe a oʻo le vevela i le tulaga melting o le 2500℃, o lona mamafa decomposition e tusa ma le 4.5GPa. A maualalo le mamafa decomposition nai lo lenei mamafa, e le liusuavai le GaN ae pala saʻo. O lenei mea e le talafeagai ai tekinolosi sauniuniga substrate matutua e pei o le metotia Czochralski mo le sauniuniga o substrates GaN e tasi le tioata, ma faigata ai ona gaosia tele substrates GaN ma taugata. O le mea lea, o substrates e masani ona faʻaaogaina i le tuputupu aʻe o le epitaxial GaN o le tele lava o Si, SiC, sapphire, ma isi [3].
Siata 3 GaN ma fa'asologa o mea e masani ona fa'aaogaina i le substrate
GaN epitaxy i luga o le safaira
O le safaira e iai ona meatotino fa'akemikolo mautu, e taugofie, ma e maualuga lona matua i le gaosiga o pisinisi tetele. O le mea lea, ua avea ai ma se tasi o mea muamua ma sili ona fa'aaogaina lautele i le inisinia o masini semiconductor. I le avea ai ma se tasi o mea e masani ona fa'aaogaina mo le GaN epitaxy, o fa'afitauli autu e mana'omia ona foia mo mea safaira o:
✔ Ona o le tele o le le fetaui o le lattice i le va o le sapphire (Al2O3) ma le GaN (pe tusa ma le 15%), o le mafiafia o le faaletonu i le va o le epitaxial layer ma le substrate e matua maualuga lava. Ina ia faaitiitia ona aafiaga leaga, e tatau ona faia muamua togafitiga faigata i le substrate a o lei amataina le faagasologa o le epitaxy. A o lei totoina le GaN epitaxy i luga o le sapphire substrates, e tatau muamua ona faamamaina lelei le fogaeleele o le substrate e aveese ai mea leaga, mea ua faaleagaina i le polishing, ma isi mea, ma ia maua ai ni laasaga ma fausaga o laasaga. Ona, faa-nitride lea o le fogaeleele o le substrate e suia ai meatotino susu o le epitaxial layer. Mulimuli ane, e manaomia ona teuina se vaega manifinifi o le AlN buffer (e masani lava 10-100nm le mafiafia) i luga o le fogaeleele o le substrate ma faamaluluina i le vevela maualalo e sauniuni ai mo le tuputupu aʻe mulimuli o le epitaxial. E ui i lea, o le maualuga o le dislocation density i totonu o GaN epitaxial films ua totoina i luga o sapphire substrates e maualuga atu lava nai lo homoepitaxial films (pe tusa ma le 1010cm-2, pe a faatusatusa i le zero dislocation density i silicon homoepitaxial films po o gallium arsenide homoepitaxial films, po o le va o le 102 ma le 104cm-2). O le maualuga o le defect density e faaitiitia ai le mobility o le carrier, ma faapea ona faapuupuuina ai le olaga atoa o le minority carrier ma faaitiitia ai le thermal conductivity, o nei mea uma o le a faaitiitia ai le faatinoga o le masini [4];
✔ O le coefficient o le fa'alauteleina o le vevela o le safaira e sili atu nai lo le GaN, o lea o le a fa'atupuina ai le biaxial compressive stress i le epitaxial layer i le taimi o le fa'agasologa o le fa'amālūlūina mai le vevela o le fa'aputuga i le vevela o le potu. Mo ata epitaxial mafiafia, o lenei fa'alavelave e ono mafua ai le māvaevae o le ata po'o le substrate fo'i;
✔ Pe a fa'atusatusa i isi mea fa'apipi'i, e maualalo le fa'avevela o mea fa'apipi'i safaira (pe tusa ma le 0.25W*cm-1*K-1 i le 100℃), ma e le lelei le fa'atinoina o le fa'asa'olotoina o le vevela;
✔ Ona o le leaga o le tafe o le eletise i totonu o le masini, e le fetaui lelei ai mea fai safaira mo lo latou tu'ufa'atasia ma le fa'aogaina fa'atasi ma isi masini semiconductor.
E ui o le maualuga o le mafiafia o faaletonu o vaega epitaxial GaN o loʻo ola i luga o mea safaira, ae foliga mai e le o faʻaitiitia ai le faʻatinoga optoelectronic o LED lanumoana-lanumeamata e faʻavae i le GaN, o lea la o mea safaira o loʻo masani ona faʻaaogaina mo LED e faʻavae i le GaN.
Faatasi ai ma le atina'eina o nisi fa'aoga fou o masini GaN e pei o lasers po'o isi masini eletise maualuga, o fa'aletonu o mea safaira ua fa'ateleina ona avea ma fa'atapula'aina i la latou fa'aoga. E le gata i lea, faatasi ai ma le atina'eina o tekinolosi tuputupu a'e o le SiC substrate, fa'aitiitia o tau ma le matua o le tekinolosi epitaxial GaN i luga o substrates Si, o le tele o su'esu'ega i luga o le fa'atupula'ia o vaega epitaxial GaN i luga o substrates safaira ua fa'aalia malie ai se aga fa'amālūlūina.
GaN epitaxy i luga o le SiC
Pe a faatusatusa i le safaira, o mea e fai i le SiC (4H- ma le 6H-crystals) e laʻititi le lattice mismatch ma vaega epitaxial o le GaN (3.1%, e tutusa ma ata tifaga epitaxial ua faʻatulagaina [0001], maualuga le thermal conductivity (pe tusa ma le 3.8W*cm-1*K-1), ma isi. E le gata i lea, o le conductivity o mea e fai i le SiC e mafai ai foi ona faia ni fesootaiga eletise i tua o le mea e fai i le safaira, lea e fesoasoani e faafaigofie ai le fausaga o le masini. O le iai o nei tulaga lelei ua tosina mai ai le tele o tagata suʻesuʻe e galulue i le GaN epitaxy i luga o mea e fai i le silicon carbide.
Peitaʻi, o le galue saʻo i luga o mea faʻapipiʻi SiC e ʻalofia ai le tuputupu aʻe o GaN epilayers e feagai foʻi ma se faʻasologa o mea le lelei, e aofia ai mea nei:
✔ E sili atu le ma'a'a o le fogā'ele'ele o le SiC substrates nai lo le sapphire substrates (sapphire roughness 0.1nm RMS, SiC roughness 1nm RMS), e maualuga le ma'a'a o le SiC substrates ma e le lelei le fa'agaioiga o le fa'atinoga, ma o lenei ma'a'a ma le toega o le fa'apala'aina o se tasi fo'i lea o mafua'aga o fa'aletonu i GaN epilayers.
✔ E maualuga le mafiafia o le fevaevaea'iga o sikulima o mea SiC (mafiafia o le fevaevaea'iga 103-104cm-2), e ono sosolo atu fevaevaea'iga o sikulima i le GaN epilayer ma fa'aitiitia ai le fa'atinoga o le masini;
✔ O le fa'atulagaga atomika i luga o le fogāeleele o le substrate e mafua ai le fausiaina o fa'aletonu fa'aputuga (BSFs) i le GaN epilayer. Mo le epitaxial GaN i luga o substrates SiC, e tele fa'atonuga fa'atulagaina atomika e ono mafai ona faia i luga o le substrate, ma mafua ai ona le tutusa le fa'atonuga fa'aputuga atomika muamua o le epitaxial GaN layer i luga, lea e faigofie ona i ai fa'aletonu fa'aputuga. O fa'aletonu fa'aputuga (SFs) e fa'alauiloa ai fanua eletise ua fausia i totonu i luga o le c-axis, e o'o atu ai i fa'afitauli e pei o le tafe o masini vavae'ese o le in-plane carrier;
✔ O le coefficient o le fa'alauteleina o le vevela o le SiC substrate e la'ititi ifo nai lo le AlN ma le GaN, lea e mafua ai le fa'aputuina o le fa'alavelave fa'avevela i le va o le vaega epitaxial ma le substrate i le taimi o le fa'agasologa o le fa'amālūlūina. Na valoia e Waltereit ma Brand e fa'avae i luga o a la'ua su'esu'ega e mafai ona fa'aitiitia pe foia lenei fa'afitauli e ala i le fa'atupula'ia o vaega epitaxial o le GaN i luga o vaega manifinifi ma fa'apipi'i fa'atasi o le AlN nucleation;
✔ O le faʻafitauli o le le lava o le susu o atoma o Ga. A faʻatupuina ni vaega epitaxial o le GaN saʻo i luga o le fogāeleele o le SiC, ona o le le lelei o le susu i le va o atoma e lua, e faigofie ona tupu le GaN i le 3D i le fogāeleele o le substrate. O le faʻalauiloaina o se vaega buffer o le fofo e masani ona faʻaaogaina e faʻaleleia atili ai le lelei o mea epitaxial i le GaN epitaxy. O le faʻalauiloaina o se vaega buffer o le AlN poʻo le AlxGa1-xN e mafai ona faʻaleleia atili ai le susu o le fogāeleele o le SiC ma faʻatupulaʻia ai le vaega epitaxial o le GaN i itu e lua. E le gata i lea, e mafai foʻi ona faʻatonutonuina le atuatuvale ma puipuia ai faʻaletonu o le substrate mai le faʻalauteleina i le GaN epitaxy;
✔ E le'i atoatoa le tekinolosi o le sauniuniga o mea fa'apipi'i SiC, e maualuga le tau o mea fa'apipi'i, ma e to'aitiiti ni sapalai ma e la'ititi fo'i le sapalai.
O suʻesuʻega a Torres ma isi ua faʻaalia ai o le vaneina o le SiC substrate i le H2 i le vevela maualuga (1600°C) aʻo leʻi faia le epitaxy e mafai ona maua ai se fausaga faʻasolosolo lelei i luga o le substrate, ma maua ai se ata epitaxial AlN e sili atu le lelei nai lo le taimi e totoina saʻo ai i luga o le substrate muamua. O suʻesuʻega a Xie ma lana 'au e faʻaalia ai foʻi o le etching pretreatment o le silicon carbide substrate e mafai ona faʻaleleia atili ai le morphology o le luga ma le lelei o le tioata o le GaN epitaxial layer. Na maua e Smith ma isi o le threading dislocations e mafua mai i le substrate/buffer layer ma le buffer layer/epitaxial layer interfaces e fesoʻotaʻi ma le lamolemole o le substrate [5].
Ata 4 TEM morphology o faʻataʻitaʻiga o le vaega epitaxial GaN na totoina i luga o le substrate 6H-SiC (0001) i lalo o tulaga eseese o togafitiga o luga (a) faʻamamaina faʻakemikolo; (b) faʻamamaina faʻakemikolo + togafitiga o le hydrogen plasma; (c) faʻamamaina faʻakemikolo + togafitiga o le hydrogen plasma + 1300℃ togafitiga vevela hydrogen mo le 30 minute
GaN epitaxy i luga o le Si
Pe a faʻatusatusa i le silicon carbide, safaira ma isi mea faʻapipiʻi, ua matua le faagasologa o le sauniuniga o le silicon substrate, ma e mafai ona mautu le tuʻuina atu o mea faʻapipiʻi tetele ua matua ma le tau maualuga. I le taimi lava e tasi, e lelei le faʻavevela ma le faʻavevela, ma ua matua le faagasologa o masini eletise Si. O le avanoa e tuʻufaʻatasia atoatoa ai masini optoelectronic GaN ma masini eletise Si i le lumanaʻi e matua manaia ai foʻi le tuputupu aʻe o le GaN epitaxy i luga o le silicon.
Peita'i, ona o le eseesega tele i le lattice constants i le va o le Si substrate ma le GaN material, o le heterogeneous epitaxy o le GaN i luga o le Si substrate o se epitaxy masani e le fetaui lelei, ma e mana'omia fo'i ona feagai ma le tele o fa'afitauli:
✔ Fa'afitauli o le malosiaga o le feso'ota'iga o luga. A tupu le GaN i luga o se substrate Si, o le a muamua fa'a-nitride le luga o le substrate Si e fausia ai se vaega amorphous silicon nitride e le fetaui ma le nucleation ma le tuputupu a'e o le GaN maualuga. E le gata i lea, o le a muamua fa'afeso'ota'i le luga o le Si ma le Ga, lea o le a fa'aleagaina ai le luga o le substrate Si. I le vevela maualuga, o le a sosolo atu le pala o le luga o le Si i totonu o le vaega epitaxial o le GaN e fausia ai ni togitogi uliuli o le silicon.
✔ O le eseesega o le lattice constant i le va o le GaN ma le Si e tele (~17%), lea o le a taitai atu ai i le fausiaina o ni dislocations o le threading e maualuga le mafiafia ma faʻaitiitia ai le lelei o le epitaxial layer;
✔ Pe a fa'atusatusa i le Si, e sili atu le tele o le coefficient o le fa'alauteleina o le vevela o le GaN (o le coefficient o le fa'alauteleina o le vevela o le GaN e tusa ma le 5.6 × 10-6K-1, o le coefficient o le fa'alauteleina o le vevela o le Si e tusa ma le 2.6 × 10-6K-1), ma e ono tupu ni māvaevae i le vaega epitaxial o le GaN i le taimi e fa'amālūlūina ai le vevela o le epitaxial i le vevela o le potu;
✔ E tali atu le Si ma le NH3 i le vevela maualuga e fausia ai le polycrystalline SiNx. E le mafai e le AlN ona fausia se nucleus e fa'atulagaina fa'apitoa i luga o le polycrystalline SiNx, lea e o'o atu ai i se fa'atulagaga le atoatoa o le vaega GaN ua tupu a'e mulimuli ane ma le tele o fa'aletonu, ma i'u ai i le le lelei o le tulaga o le tioata o le vaega epitaxial o le GaN, ma e o'o lava i le faigata ona fausia se vaega epitaxial o le GaN e tasi le tioata [6].
Ina ia foia le faafitauli o le tele o le lattice mismatch, ua taumafai le au suʻesuʻe e faʻaofi mea e pei o le AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO, ma le SiC o ni vaega buffer i luga o Si substrates. Ina ia aloese mai le fausiaina o le polycrystalline SiNx ma faʻaitiitia ona aʻafiaga leaga i le tulaga lelei o le tioata o mea GaN/AlN/Si (111), e masani ona manaʻomia le faʻaofiina o le TMAl mo se vaitaimi patino aʻo leʻi tupu le epitaxial o le vaega buffer AlN e puipuia ai le NH3 mai le tali atu i le Si surface e faʻaalia e fausia ai le SiNx. E le gata i lea, o tekinolosi epitaxial e pei o le patterned substrate technology e mafai ona faʻaaogaina e faʻaleleia atili ai le tulaga lelei o le vaega epitaxial. O le atinaʻeina o nei tekinolosi e fesoasoani e taofia ai le fausiaina o le SiNx i le epitaxial interface, faʻalauiloa le tuputupu aʻe lua-dimensional o le vaega epitaxial GaN, ma faʻaleleia atili ai le tulaga lelei o le tuputupu aʻe o le vaega epitaxial. E le gata i lea, o se vaega buffer AlN e faʻaofiina e faʻafetaui ai le tensile stress e mafua mai i le eseesega o le thermal expansion coefficients e aloese ai mai taʻe i le vaega epitaxial GaN i luga o le silicon substrate. O suʻesuʻega a Krost ua faʻaalia ai o loʻo i ai se fesootaʻiga lelei i le va o le mafiafia o le vaega o le AlN buffer ma le faʻaitiitia o le strain. A oʻo atu le mafiafia o le vaega o le buffer i le 12nm, e mafai ona totoina se vaega epitaxial e mafiafia atu i le 6μm i luga o se silicon substrate e ala i se faiga talafeagai o le tuputupu aʻe e aunoa ma le malepe o le vaega epitaxial.
A maeʻa taumafaiga mo se taimi umi a le au suʻesuʻe, ua matuā faʻaleleia atili le lelei o vaega epitaxial o GaN ua totoina i luga o substrates silicon, ma ua faia ni alualu i luma taua i masini e pei o transistors o le field effect, Schottky barrier ultraviolet detectors, blue-green LEDs ma ultraviolet lasers.
I se aotelega, talu ai o mea e masani ona faʻaaogaina o le GaN epitaxial substrates e eseese uma epitaxy, e feagai uma i latou ma faʻafitauli masani e pei o le lattice mismatch ma eseesega tetele i le thermal expansion coefficients i tikeri eseese. O mea e tutusa ai le epitaxial GaN substrates e faʻatapulaʻaina e le matua o tekinolosi, ma e leʻi gaosia tele ia mea. E maualuga le tau o le gaosiga, e laʻititi le tele o le mea, ma e le lelei le lelei o le mea. O le atinaʻeina o mea fou epitaxial GaN ma le faʻaleleia atili o le lelei o le epitaxial o se tasi lea o mea taua e faʻatapulaʻaina ai le atinaʻeina atili o le alamanuia epitaxial GaN.
IV. Metotia masani mo le GaN epitaxy
MOCVD (fa'aputuga o le ausa vaila'au)
E foliga mai o le epitaxy tutusa i luga o mea fa'apipi'i GaN o le filifiliga sili lea mo le epitaxy GaN. Peita'i, talu ai o mea e muamua atu i le fa'aputuina o le ausa vaila'au o le trimethylgallium ma le ammonia, ma o le kesi feavea'i o le hydrogen, o le vevela masani o le tuputupu a'e o le MOCVD e tusa ma le 1000-1100℃, ma o le fua faatatau o le tuputupu a'e o le MOCVD e tusa ma ni nai microns i le itula. E mafai ona gaosia ni feso'ota'iga ma'ai i le tulaga atomika, lea e matua talafeagai lava mo le totoina o heterojunctions, quantum wells, superlattices ma isi fausaga. O lona fua faatatau vave o le tuputupu a'e, lelei le tutusa, ma le talafeagai mo le tuputupu a'e o le tele o vaega ma le tele o vaega e masani ona fa'aaogaina i le gaosiga o alamanuia.
MBE (molecular beam epitaxy)
I le molecular beam epitaxy, e faʻaaogaina e le Ga se puna elemene, ma e maua le nitrogen malosi mai le nitrogen e ala i le RF plasma. Pe a faʻatusatusa i le metotia MOCVD, o le vevela o le tuputupu aʻe o le MBE e tusa ma le 350-400℃ maualalo ifo. O le vevela maualalo o le tuputupu aʻe e mafai ona ʻalofia ai nisi o faʻaleagaina e ono mafua mai i siosiomaga vevela maualuga. O le faiga MBE e faʻagaoioia i lalo o le vacuum ultra-high, lea e mafai ai ona faʻapipiʻi atili metotia e iloa ai i totonu. I le taimi lava e tasi, o lona fua faatatau o le tuputupu aʻe ma le gafatia o le gaosiga e le mafai ona faʻatusatusa i le MOCVD, ma e sili atu ona faʻaaogaina i suʻesuʻega faasaienisi [7].
Ata 5 (a) Eiko-MBE fa'ata'ita'iga (b) MBE fa'ata'ita'iga potu fa'afoliga autu.
Metotia HVPE (epitaxy o le vaega o le hydride vapor)
O mea muamua o le metotia o le hydride vapor phase epitaxy o le GaCl3 ma le NH3. Na faʻaaogaina e Detchprohm ma isi lenei metotia e faʻatupu ai se vaega epitaxial GaN e selau microns le mafiafia i luga o le fogaeleele o se substrate safaira. I la latou faʻataʻitaʻiga, na faʻatupuina ai se vaega o le ZnO i le va o le substrate safaira ma le vaega epitaxial e fai ma vaega buffer, ma na aveese le vaega epitaxial mai le fogaeleele o le substrate. Pe a faʻatusatusa i le MOCVD ma le MBE, o le uiga autu o le metotia HVPE o lona saoasaoa maualuga o le tuputupu aʻe, lea e talafeagai mo le gaosiga o vaega mafiafia ma mea tetele. Peitaʻi, afai e sili atu le mafiafia o le vaega epitaxial i le 20μm, o le vaega epitaxial e gaosia e lenei metotia e faigofie ona malepe.
Na faʻalauiloa e Akira USUI le tekinolosi o le substrate faʻataʻitaʻi e faʻavae i luga o lenei metotia. Na latou faʻatupulaʻia muamua se vaega manifinifi o le GaN epitaxial e 1-1.5μm le mafiafia i luga o se substrate safaira e faʻaaogaina ai le metotia MOCVD. O le vaega epitaxial e aofia ai se vaega buffer GaN e 20nm le mafiafia na totoina i lalo o tulaga maualalo o le vevela ma se vaega GaN na totoina i lalo o tulaga maualuga o le vevela. Ona, i le 430℃, na ufiufi ai se vaega o le SiO2 i luga o le vaega epitaxial, ma faia ai ni laina faʻamalama i luga o le ata tifaga SiO2 e ala i le photolithography. O le va o laina e 7μm ma o le lautele o le ufimata e mai le 1μm i le 4μm. Ina ua maeʻa lenei faʻaleleia atili, na latou maua ai se vaega epitaxial GaN i luga o se substrate safaira e 2-inisi le lautele lea e leai se māvaevae ma lamolemole e pei o se faʻata e tusa lava pe faʻateleina le mafiafia i le sefulu pe selau microns. Na faʻaitiitia le mafiafia o le faʻaletonu mai le 109-1010cm-2 o le metotia masani a le HVPE i le tusa ma le 6 × 107cm-2. Na latou taʻua foʻi i le faʻataʻitaʻiga afai e sili atu le fua o le tuputupu aʻe i le 75μm/h, o le a maʻaʻa le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga [8].
Ata 6 Ata Fa'ata'ita'i o le Fa'avae
V. Aotelega ma le Va'aiga
Na amata ona aliaʻe mai meafaitino GaN i le 2014 ina ua manumalo le moli lanumoana LED i le Nobel Prize i le Fisiki i lena tausaga, ma ulufale atu i le matata lautele o talosaga faʻatumu vave i le matata o mea faʻaeletoronika faʻatau. O le mea moni, o talosaga i faʻamalosi eletise ma masini RF e faʻaaogaina i nofoaga autu 5G e le mafai e le toʻatele o tagata ona vaʻaia ua aliaʻe mai foʻi ma le filemu. I tausaga talu ai nei, o le alualu i luma o masini eletise e faʻavae i luga o taʻavale e faʻamoemoeina e tatala ai ni vaega fou o le tuputupu aʻe mo le maketi o talosaga meafaitino GaN.
O le tele o manaʻoga o le maketi o le a mautinoa lava le faʻalauiloaina o le atinaʻeina o alamanuia ma tekinolosi e fesoʻotaʻi ma le GaN. Faatasi ai ma le matua ma le faʻaleleia atili o le filifili o alamanuia e fesoʻotaʻi ma le GaN, o faʻafitauli o loʻo feagai ma le tekinolosi epitaxial GaN o loʻo iai nei o le a iu lava ina faʻaleleia pe foʻia. I le lumanaʻi, e mautinoa lava o le a atiaʻe e tagata ni tekinolosi epitaxial fou ma ni filifiliga sili ona lelei mo substrate. I lena taimi, o le a mafai e tagata ona filifilia le tekinolosi suʻesuʻe fafo ma le substrate e sili ona talafeagai mo tulaga faʻaoga eseese e tusa ai ma uiga o tulaga faʻaoga, ma gaosia ai oloa faʻapitoa e sili ona tauva.
Taimi na lafoina ai: Iuni-28-2024