Üçünji nesil ýarymgeçiriji GaN we degişli epitaksial tehnologiýa bilen tanyşlyk

1. Üçünji nesil ýarymgeçirijiler

Birinji nesil ýarymgeçiriji tehnologiýasy Si we Ge ýaly ýarymgeçiriji materiallara esaslanyp işlenip düzüldi. Ol tranzistorlaryň we integral mikrosxema tehnologiýasynyň ösüşiniň maddy esasydyr. Birinji nesil ýarymgeçiriji materiallary XX asyrda elektron senagatynyň esasyny goýdy we integral mikrosxema tehnologiýasy üçin esasy materiallardyr.

Ikinji nesil ýarymgeçiriji materiallara, esasan, galliý arsenid, indiý fosfid, galliý fosfid, indiý arsenid, alýumin arsenid we olaryň üçlü birleşmeleri girýär. Ikinji nesil ýarymgeçiriji materiallar optoelektronik maglumat senagatynyň esasyny düzýär. Şu esasda yşyklandyryş, displeý, lazer we fotowoltaika ýaly degişli pudaklar ösdürildi. Olar häzirki zaman maglumat tehnologiýalarynda we optoelektronik displeý senagatynda giňden ulanylýar.

Üçünji nesil ýarymgeçiriji materiallaryň wekilçilikli materiallaryna galliý nitridi we kremniý karbidi girýär. Giň zolak aralygy, ýokary elektron doýgunlyk tizligi, ýokary ýylylyk geçirijiligi we ýokary dargama meýdanynyň güýji sebäpli, olar ýokary kuwwatly dykyzlykly, ýokary ýygylykly we pes ýitgili elektron enjamlary taýýarlamak üçin ideal materiallardyr. Olaryň arasynda kremniý karbidiniň güýç enjamlary ýokary energiýa dykyzlygy, pes energiýa sarp edilişi we kiçi ölçegli artykmaçlyklara eýedir we täze energiýa ulaglarynda, fotowoltaikada, demir ýol ulaglarynda, uly maglumatlarda we beýleki ugurlarda giň ulanylyş mümkinçiliklerine eýedir. Galliý nitridi RF enjamlary ýokary ýygylykly, ýokary kuwwatly, giň geçirijilikli, pes energiýa sarp edilişi we kiçi ölçegli artykmaçlyklara eýedir we 5G aragatnaşyklarynda, zatlaryň internetinde, harby radarlarda we beýleki ugurlarda giň ulanylyş mümkinçiliklerine eýedir. Mundan başga-da, galliý nitridi esasyndaky güýç enjamlary pes woltly ulgamda giňden ulanylýar. Mundan başga-da, soňky ýyllarda täze galliý oksid materiallarynyň bar bolan SiC we GaN tehnologiýalary bilen tehniki taýdan özara üstünlik döretmegine we pes ýygylykly we ýokary woltly ulgamlarda mümkin ulanylyş mümkinçiliklerine eýe bolmagyna garaşylýar.

Ikinji nesil ýarymgeçiriji materiallar bilen deňeşdirilende, üçünji nesil ýarymgeçiriji materiallaryň zolagy giň (birinji nesil ýarymgeçiriji materialyň adaty materialy bolan Si-niň zolagy giňligi takmynan 1,1 eV, ikinji nesil ýarymgeçiriji materialyň adaty materialy bolan GaAs-yň zolagy giňligi takmynan 1,42 eV we üçünji nesil ýarymgeçiriji materialyň adaty materialy bolan GaN-iň zolagy giňligi 2,3 eV-den ýokary), has güýçli radiasiýa garşylygy, elektrik meýdanynyň döwülmegine has güýçli garşylyk we has ýokary temperatura garşylygy bar. Zolak giňligi bolan üçünji nesil ýarymgeçiriji materiallar, esasanam, radiasiýa garşylykly, ýokary ýygylykly, ýokary kuwwatly we ýokary integrasiýa dykyzlygy bolan elektron enjamlary öndürmek üçin amatlydyr. Olaryň mikrotolkunly radio ýygylykly enjamlarda, LED-lerde, lazerlerde, güýç enjamlarynda we beýleki ugurlarda ulanylyşy köp üns çekdi we olar mobil aragatnaşykda, akylly torlarda, demir ýol ulaglarynda, täze energiýa ulaglarynda, sarp ediji elektronikasynda, şeýle hem ultramelewşe we gök-ýaşyl yşyk enjamlarynda giň ösüş mümkinçiliklerini görkezdi [1].