Өченче буын ярымүткәргеч GaN һәм аңа бәйле эпитаксиаль технология белән таныштыру

1. Өченче буын ярымүткәргечләр

Беренче буын ярымүткәргеч технологиясе Si һәм Ge кебек ярымүткәргеч материалларга нигезләнеп эшләнгән. Ул транзисторлар һәм интеграль микросхема технологиясен үстерү өчен матди нигез булып тора. Беренче буын ярымүткәргеч материаллары XX гасырда электроника сәнәгатенә нигез салды һәм интеграль микросхема технологиясе өчен төп материаллар булып тора.

Икенче буын ярымүткәргеч материалларына, нигездә, галлий арсениды, индий фосфиды, галлий фосфиды, индий арсениды, алюминий арсениды һәм аларның өчлекле кушылмалары керә. Икенче буын ярымүткәргеч материаллары оптоэлектрон мәгълүмат сәнәгатенең нигезе булып тора. Шуңа нигезләнеп, яктырту, дисплей, лазер һәм фотоэлектрик кебек бәйле тармаклар үсеш алды. Алар заманча мәгълүмати технологияләр һәм оптоэлектрон дисплей сәнәгатендә киң кулланыла.

Өченче буын ярымүткәргеч материалларының төп материалларына галлий нитриды һәм кремний карбиды керә. Киң полоса аралыгы, югары электрон туендыру тизлеге, югары җылылык үткәрүчәнлеге һәм югары җимерелү кыры көчәнеше аркасында, алар югары куәтле тыгызлык, югары ешлыклы һәм түбән югалтулы электрон җайланмалар әзерләү өчен идеаль материаллар булып тора. Алар арасында кремний карбиды көч җайланмалары югары энергия тыгызлыгы, түбән энергия куллану һәм кечкенә үлчәм өстенлекләренә ия, һәм яңа энергия транспорт чараларында, фотоэлектрик, тимер юл транспортында, зур күләмле мәгълүматларда һәм башка өлкәләрдә киң куллану перспективаларына ия. Галлий нитриды РФ җайланмалары югары ешлыклы, югары куәтле, киң полосалы, түбән энергия куллану һәм кечкенә үлчәм өстенлекләренә ия, һәм 5G элемтәсендә, Әйберләр интернетында, хәрби радарда һәм башка өлкәләрдә киң куллану перспективаларына ия. Моннан тыш, галлий нитриды нигезендәге көч җайланмалары түбән вольтлы өлкәдә киң кулланыла. Моннан тыш, соңгы елларда яңа галлий оксиды материаллары гамәлдәге SiC һәм GaN технологияләре белән техник яктан тулыландырыр дип көтелә, һәм түбән ешлыклы һәм югары вольтлы өлкәләрдә куллану перспективаларына ия.

Икенче буын ярымүткәргеч материаллары белән чагыштырганда, өченче буын ярымүткәргеч материалларының киңрәк зона киңлеге бар (беренче буын ярымүткәргеч материалының гадәти материалы булган Si зона киңлеге якынча 1,1 эВ, икенче буын ярымүткәргеч материалының гадәти материалы булган GaAs зона киңлеге якынча 1,42 эВ, ә өченче буын ярымүткәргеч материалының гадәти материалы булган GaN зона киңлеге 2,3 эВ тан югарырак), нурланышка каршылыгы көчлерәк, электр кыры җимерелүенә каршылыгы көчлерәк һәм температурага каршылыгы югарырак. Зуррак зона киңлеге булган өченче буын ярымүткәргеч материаллары, бигрәк тә, нурланышка чыдам, югары ешлыклы, югары куәтле һәм югары интеграция тыгызлыгы булган электрон җайланмалар җитештерү өчен яраклы. Аларның микродулкынлы радиоешлык җайланмаларында, светодиодларда, лазерларда, көч җайланмаларында һәм башка өлкәләрдә кулланылышы зур игътибар җәлеп итте, һәм алар мобиль элемтәдә, акыллы челтәрләрдә, тимер юл транзитында, яңа энергия транспорт чараларында, кулланучы электроникасында, ультрафиолет һәм зәңгәр-яшел яктылык җайланмаларында киң үсеш перспективаларын күрсәттеләр [1].