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].
Рәсем чыганагы: CASA, Чжешан кыйммәтле кәгазьләр тикшеренү институты
1 нче рәсем GaN көч җайланмасының вакыт шкаласы һәм фаразы
II GaN материал структурасы һәм үзенчәлекләре
GaN - туры зона аралыгы ярымүткәргеч. Бүлмә температурасында вурцит структурасының зона аралыгы киңлеге якынча 3,26 эВ тәшкил итә. GaN материалларының өч төп кристалл структурасы бар, атап әйткәндә, вурцит структурасы, сфалерит структурасы һәм таш тозы структурасы. Алар арасында вурцит структурасы иң тотрыклы кристалл структурасы. 2 нче рәсемдә GaN алты почмаклы вурцит структурасының диаграммасы күрсәтелгән. GaN материалының вурцит структурасы алты почмаклы тыгыз урнаштырылган структурага карый. Һәр берәмлек күзәнәктә 12 атом бар, шул исәптән 6 N атомы һәм 6 Ga атомы. Һәр Ga (N) атомы иң якын 4 N (Ga) атомы белән бәйләнеш барлыкка китерә һәм ABABAB тәртибендә [0001] юнәлеше буенча тезелгән [2].
2 нче рәсем Вюрцит структурасының GaN кристалл күзәнәк схемасы
III GaN эпитаксиясе өчен еш кулланыла торган субстратлар
GaN субстратларында гомоген эпитаксия GaN эпитаксиясе өчен иң яхшы сайлау булып тоела. Ләкин, GaNның зур бәйләнеш энергиясе аркасында, температура 2500℃ эрү ноктасына җиткәч, аның таркалу басымы якынча 4,5 ГПа тәшкил итә. Таркалу басымы бу басымнан түбәнрәк булганда, GaN эреми, ә турыдан-туры таркала. Бу Чохральски ысулы кебек өлгергән субстрат әзерләү технологияләрен GaN монокристалл субстратларын әзерләү өчен яраксыз итә, бу GaN субстратларын күпләп җитештерүне авыр һәм кыйммәт итә. Шуңа күрә, GaN эпитаксиаль үсешендә еш кулланыла торган субстратлар, нигездә, Si, SiC, сапфир һ.б. [3].
3 нче диаграмма. GaN һәм еш кулланыла торган субстрат материалларының параметрлары.
Сапфир өстендәге GaN эпитаксиясе
Сапфир тотрыклы химик үзлекләргә ия, арзан һәм зур күләмле җитештерү сәнәгатендә югары өлгергәнлеккә ия. Шуңа күрә ул ярымүткәргеч җайланмалар инженериясендә иң иртә һәм иң киң кулланыла торган субстрат материалларының берсенә әйләнде. GaN эпитаксиясе өчен еш кулланыла торган субстратларның берсе буларак, сапфир субстратлары өчен хәл ителергә тиешле төп проблемалар:
✔ Сапфир (Al2O3) һәм GaN арасындагы зур рәшәткә туры килмәү сәбәпле (якынча 15%), эпитаксиаль катлам һәм субстрат арасындагы чиктә кимчелек тыгызлыгы бик югары. Аның тискәре йогынтысын киметү өчен, эпитаксиаль процесс башланганчы, субстратны комплекслы алдан эшкәртү үткәрергә кирәк. Сапфир субстратларында GaN эпитаксиясен үстергәнче, субстрат өслеген пычраткыч матдәләрне, калдык полировка зыянын һ.б. бетерү, һәм баскычлар һәм баскыч өслеге структураларын булдыру өчен башта катгый чистартырга кирәк. Аннары, эпитаксиаль катламның дымландыру үзлекләрен үзгәртү өчен, субстрат өслеге нитридлана. Ниһаять, соңгы эпитаксиаль үсешкә әзерләнер өчен, субстрат өслегенә юка AlN буфер катламы (гадәттә 10-100 нм калынлыкта) урнаштырылырга һәм түбән температурада җылытылырга тиеш. Шулай да, сапфир субстратларында үстерелгән GaN эпитаксиаль пленкаларындагы дислокация тыгызлыгы гомеопитаксиаль пленкаларга караганда югарырак (якынча 1010 см-2, кремний гомеопитаксиаль пленкаларында яки галлий арсенид гомеопитаксиаль пленкаларында дислокация тыгызлыгы нульгә тигез, яки 102 һәм 104 см-2 арасында). Югарырак кимчелек тыгызлыгы ташучыларның хәрәкәтчәнлеген киметә, шуның белән азчылык ташучыларның гомерен кыскарта һәм җылылык үткәрүчәнлеген киметә, болар барысы да җайланманың эшчәнлеген киметәчәк [4];
✔ Сапфирның җылылык киңәю коэффициенты GaN га караганда зуррак, шуңа күрә эпитаксиаль катламда утырма температурасыннан бүлмә температурасына кадәр суыту процессында биаксиаль кысу көчәнеше барлыкка киләчәк. Калынрак эпитаксиаль пленкалар өчен бу көчәнеш пленканың яки хәтта нигезнең ярылуына китерергә мөмкин;
✔ Башка субстратлар белән чагыштырганда, сапфир субстратларының җылылык үткәрүчәнлеге түбәнрәк (100℃ температурада якынча 0,25W*cm-1*K-1), һәм җылылык тарату күрсәткечләре начар;
✔ Начар үткәрүчәнлек аркасында, сапфир субстратлары аларны башка ярымүткәргеч җайланмалар белән интеграцияләү һәм куллану өчен уңайлы түгел.
Сапфир субстратларында үстерелгән GaN эпитаксиаль катламнарының кимчелек тыгызлыгы югары булса да, ул GaN нигезендәге зәңгәр-яшел светодиодларның оптоэлектрон эшчәнлеген сизелерлек киметми кебек, шуңа күрә сапфир субстратлары һаман да GaN нигезендәге светодиодлар өчен еш кулланыла торган субстратлар булып тора.
Лазерлар яки башка югары тыгызлыктагы көч җайланмалары кебек GaN җайланмаларының яңа кулланылышлары үсеше белән, сапфир субстратларының эчке кимчелекләре аларны куллануда чикләүгә әйләнә бара. Моннан тыш, SiC субстрат үстерү технологиясенең үсеше, чыгымнарның кимүе һәм Si субстратларында GaN эпитаксиаль технологиясенең өлгерүе белән, сапфир субстратларында GaN эпитаксиаль катламнарын үстерү буенча күбрәк тикшеренүләр әкренләп суыну тенденциясен күрсәтте.
SiC өстендә GaN эпитаксиясе
Сапфир белән чагыштырганда, SiC субстратлары (4H- һәм 6H-кристаллары) GaN эпитаксиаль катламнары белән кечкенәрәк челтәр туры килми (3,1%, [0001] юнәлешле эпитаксиаль пленкаларга тиң), югарырак җылылык үткәрүчәнлеге (якынча 3,8W*cm-1*K-1) һ.б. Моннан тыш, SiC субстратларының үткәрүчәнлеге шулай ук субстратның арткы өлешендә электр контактлары булдырырга мөмкинлек бирә, бу җайланма структурасын гадиләштерергә ярдәм итә. Бу өстенлекләрнең булуы кремний карбид субстратларында GaN эпитаксиясе өстендә эшләргә күбрәк тикшеренүчеләрне җәлеп итте.
Шулай да, GaN эпиламентларын үстерүдән саклану өчен SiC субстратларында турыдан-туры эшләү дә берничә кимчелек белән очраша, шул исәптән түбәндәгеләр:
✔ SiC нигезләренең өслек тигезсезлеге сапфир нигезләренә караганда күпкә югарырак (сапфир тигезсезлеге 0.1 нм RMS, SiC тигезсезлеге 1 нм RMS), SiC нигезләре югары катылыкка һәм эшкәртү сыйфаты начар, һәм бу тигезсезлек һәм калдык ялтырату зыяны да GaN эпиламентларында җитешсезлекләр чыганакларының берсе булып тора.
✔ SiC субстратларының винт дислокациясе тыгызлыгы югары (дислокация тыгызлыгы 103-104 см-2), винт дислокацияләре GaN эпилятор катламына таралырга һәм җайланманың эшчәнлеген киметергә мөмкин;
✔ Субстрат өслегендәге атом урнашуы GaN эпитаксиаль катламында катламлашу ярыклары (BSF) барлыкка килүенә китерә. SiC субстратларындагы эпитаксиаль GaN өчен, субстратта берничә мөмкин булган атом урнашу тәртибе бар, нәтиҗәдә, андагы эпитаксиаль GaN катламының башлангыч атом катламлашу тәртибе тотрыксыз була, бу катламлашу ярыкларына бирешүчән. Катламлашу ярыклары (SF) с күчәре буйлап урнаштырылган электр кырларын барлыкка китерә, бу яссылык эчендәге йөртүчеләрне аеру җайланмаларының агып чыгуы кебек проблемаларга китерә;
✔ SiC субстратының җылылык киңәю коэффициенты AlN һәм GaN га караганда кечерәк, бу суыту процессында эпитаксиаль катлам һәм субстрат арасында җылылык көчәнеше туплануына китерә. Вальтерейт һәм Брэнд үзләренең тикшеренү нәтиҗәләренә нигезләнеп, бу проблеманы нечкә, когерент деформацияләнгән AlN нуклеация катламнарында GaN эпитаксиаль катламнарын үстерү юлы белән җиңеләйтергә яки хәл итәргә мөмкин дип фаразладылар;
✔ Ga атомнарының начар дымлану проблемасы. GaN эпитаксиаль катламнарын турыдан-туры SiC өслегендә үстергәндә, ике атом арасындагы начар дымлану аркасында, GaN субстрат өслегендә 3D утрау үсүенә бирешүчән. Буфер катламын кертү - GaN эпитаксиалында эпитаксиаль материалларның сыйфатын яхшырту өчен иң еш кулланыла торган чишелеш. AlN яки AlxGa1-xN буфер катламын кертү SiC өслегенең дымлануын нәтиҗәле рәвештә яхшырта һәм GaN эпитаксиаль катламын ике үлчәмдә үстерә ала. Моннан тыш, ул шулай ук стрессны көйли һәм субстрат дефектларының GaN эпитаксиалына таралуын булдырмый ала;
✔ SiC субстратларын әзерләү технологиясе өлгермәгән, субстрат бәясе югары, һәм тәэмин итүчеләр аз, ә запаслар аз.
Торрес һ.б. тикшеренүләре күрсәткәнчә, эпитаксия алдыннан SiC субстратын югары температурада (1600°C) H2 белән гравировкалау субстрат өслегендә тәртиплерәк баскыч структурасы барлыкка китерә ала, шуның белән ул турыдан-туры субстрат өслегендә үстерелгәнгә караганда югарырак сыйфатлы AlN эпитаксиаль пленка ала. Се һәм аның командасы тикшеренүләре шулай ук кремний карбиды субстратын гравировкалау алдыннан эшкәртү GaN эпитаксиаль катламының өслек морфологиясен һәм кристалл сыйфатын сизелерлек яхшырта ала икәнен күрсәтә. Смит һ.б. субстрат/буфер катламы һәм буфер катламы/эпитаксиаль катлам чикләреннән килеп чыккан җеп дислокацияләренең субстратның яссылыгы белән бәйле булуын ачыкладылар [5].
4 нче рәсем. Төрле өслек эшкәртү шартларында 6H-SiC субстратында (0001) үстерелгән GaN эпитаксиаль катлам үрнәкләренең TEM морфологиясе (а) химик чистарту; (б) химик чистарту + водород плазмасы белән эшкәртү; (в) химик чистарту + водород плазмасы белән эшкәртү + 1300℃ водород белән 30 минут җылылык белән эшкәртү.
Si өстендәге GaN эпитаксиясе
Кремний карбиды, сапфир һәм башка субстратлар белән чагыштырганда, кремний субстратын әзерләү процессы өлгергән, һәм ул югары бәяле өлгергән зур күләмле субстратларны тотрыклы рәвештә тәэмин итә ала. Шул ук вакытта, җылылык үткәрүчәнлеге һәм электр үткәрүчәнлеге яхшы, һәм Si электрон җайланмалары процессы өлгергән. Киләчәктә оптоэлектрон GaN җайланмаларын Si электрон җайланмалары белән камил интеграцияләү мөмкинлеге дә кремнийдагы GaN эпитаксиясенең үсешен бик җәлеп итә.
Шулай да, Si субстраты һәм GaN материалы арасындагы рәшәткә константалары арасындагы зур аерма аркасында, Si субстратында GaN ның гетероген эпитаксиясе типик зур туры килмәүчән эпитаксия булып тора, һәм ул шулай ук берничә проблема белән очрашырга тиеш:
✔ Өслек чикләре энергиясе проблемасы. GaN Si субстратында үскәндә, Si субстраты өслеге башта нитридлана, югары тыгызлыктагы GaN ның барлыкка килүе һәм үсүе өчен уңай булмаган аморф кремний нитриды катламы барлыкка килә. Моннан тыш, Si өслеге башта Ga белән элемтәгә керә, бу Si субстраты өслеген коррозиягә дучар итә. Югары температурада Si өслегенең таркалуы GaN эпитаксиаль катламына таралып, кара кремний таплары барлыкка килә.
✔ GaN һәм Si арасындагы рәшәткә даимисе туры килмәве зур (~17%), бу югары тыгызлыктагы җеп дислокацияләре барлыкка килүенә һәм эпитаксиаль катлам сыйфатын сизелерлек киметүгә китерәчәк;
✔ Si белән чагыштырганда, GaN зуррак җылылык киңәю коэффициентына ия (GaNның җылылык киңәю коэффициенты якынча 5.6×10-6K-1, Siның җылылык киңәю коэффициенты якынча 2.6×10-6K-1), һәм эпитаксиаль температура бүлмә температурасына кадәр суынганда GaN эпитаксиаль катламында ярыклар барлыкка килергә мөмкин;
✔ Si югары температураларда NH3 белән реакциягә кереп, поликристалл SiNx барлыкка китерә. AlN поликристалл SiNx өстендә өстенлекле юнәлешле ядрә барлыкка китерә алмый, бу соңрак үскән GaN катламының тәртипсез юнәлешенә һәм күп санлы кимчелекләргә китерә, нәтиҗәдә GaN эпитаксиаль катламының начар кристалл сыйфаты барлыкка килә, хәтта монокристалллы GaN эпитаксиаль катламын формалаштыруда кыенлыклар туа [6].
Зур рәшәткә туры килмәү проблемасын хәл итү өчен, тикшеренүчеләр Si субстратларында буфер катламнары буларак AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO һәм SiC кебек материалларны кертергә тырыштылар. Поликристалл SiNx барлыкка килүдән саклану һәм аның GaN/AlN/Si (111) материалларының кристалл сыйфатына тискәре йогынтысын киметү өчен, гадәттә, NH3 ачык Si өслеге белән реакциягә кереп SiNx барлыкка китермәсен өчен, AlN буфер катламының эпитаксиаль үсеше алдыннан билгеле бер вакыт эчендә TMAl кертү кирәк. Моннан тыш, эпитаксиаль катлам сыйфатын яхшырту өчен үрнәкле субстрат технологиясе кебек эпитаксиаль технологияләр кулланылырга мөмкин. Бу технологияләрнең эшләнеше эпитаксиаль чиктә SiNx барлыкка килүен тоткарларга, GaN эпитаксиаль катламының ике үлчәмле үсешен стимуллаштырырга һәм эпитаксиаль катламның үсеш сыйфатын яхшыртырга ярдәм итә. Моннан тыш, кремний субстратында GaN эпитаксиаль катламында ярылуларны булдырмас өчен, җылылык киңәю коэффициентлары аермасы аркасында килеп чыккан тарту көчәнешен компенсацияләү өчен AlN буфер катламы кертелә. Крост тикшеренүләре күрсәткәнчә, AlN буфер катламының калынлыгы һәм деформациянең кимүе арасында уңай корреляция бар. Буфер катламының калынлыгы 12 нм га җиткәч, эпитаксиаль катлам ярылмыйча, тиешле үсеш схемасы аша кремний субстратында 6 мкм дан калынрак эпитаксиаль катлам үстерелергә мөмкин.
Тикшеренүчеләрнең озак вакытлы тырышлыкларыннан соң, кремний субстратларында үстерелгән GaN эпитаксиаль катламнарының сыйфаты сизелерлек яхшырды, һәм кыр эффекты транзисторлары, Шоттки барьеры ультрафиолет детекторлары, зәңгәр-яшел светодиодлар һәм ультрафиолет лазерлар кебек җайланмалар зур уңышларга иреште.
Кыскасы, еш кулланыла торган GaN эпитаксиаль субстратлары барысы да гетероген эпитаксиаль булганлыктан, алар барысы да решетка туры килмәү һәм төрле дәрәҗәдәге җылылык киңәю коэффициентларындагы зур аермалар кебек уртак проблемалар белән очрашалар. Бер төрле эпитаксиаль GaN субстратлары технологиянең өлгерүе белән чикләнгән, һәм субстратлар әле күпләп җитештерелмәгән. Җитештерү бәясе югары, субстрат зурлыгы кечкенә, һәм субстрат сыйфаты идеаль түгел. Яңа GaN эпитаксиаль субстратларын эшләү һәм эпитаксиаль сыйфатны яхшырту әле дә GaN эпитаксиаль сәнәгатенең алга таба үсешен чикләүче мөһим факторларның берсе булып тора.
IV. GaN эпитаксиясе өчен гадәти ысуллар
MOCVD (химик пар утырту)
GaN субстратларында гомоген эпитаксия GaN эпитаксиясе өчен иң яхшы сайлау булып тора кебек. Ләкин, химик пар утыруның башлангыч матдәләре триметилгаллий һәм аммиак, ә ташучы газ водород булганлыктан, MOCVD үсеш температурасы якынча 1000-1100℃, ә MOCVD үсеш тизлеге сәгатенә берничә микрон тәшкил итә. Ул атом дәрәҗәсендә текә интерфейслар булдыра ала, бу гетероузышлар, квант коелары, суперрәшәткәләр һәм башка структуралар үстерү өчен бик уңайлы. Аның тиз үсеш тизлеге, яхшы бердәмлеге һәм зур мәйданлы һәм күп кисәкле үсеш өчен яраклылыгы еш кына сәнәгать җитештерүендә кулланыла.
MBE (молекуляр нур эпитаксисы)
Молекуляр нур эпитаксиясендә Ga элемент чыганагын куллана, ә актив азот азоттан РФ плазмасы аша алына. MOCVD ысулы белән чагыштырганда, MBE үсеш температурасы якынча 350-400℃ түбәнрәк. Түбән үсеш температурасы югары температуралы мохит аркасында килеп чыгарга мөмкин булган кайбер пычранулардан сакланырга мөмкинлек бирә. MBE системасы ультра югары вакуум астында эшли, бу аңа күбрәк in-situ детекция ысулларын берләштерергә мөмкинлек бирә. Шул ук вакытта, аның үсеш тизлеген һәм җитештерү куәтен MOCVD белән чагыштырып булмый, һәм ул фәнни тикшеренүләрдә күбрәк кулланыла [7].
Рәсем 5 (а) Eiko-MBE схематик (б) MBE төп реакция камерасы схематик
HVPE ысулы (гидрид пар фазасы эпитаксисы)
Гидрид пар фазасы эпитаксиясе ысулының башлангычлары - GaCl3 һәм NH3. Детчпром һ.б. бу ысулны сапфир субстраты өслегендә йөзләрчә микрон калынлыктагы GaN эпитаксиаль катламын үстерү өчен кулланганнар. Аларның экспериментында сапфир субстраты һәм эпитаксиаль катлам арасында буфер катлам буларак ZnO катламы үстерелгән, һәм эпитаксиаль катлам субстрат өслегеннән алынган. MOCVD һәм MBE белән чагыштырганда, HVPE ысулының төп үзенчәлеге - аның югары үсеш тизлеге, ул калын катламнар һәм күп күләмле материаллар җитештерү өчен яраклы. Ләкин, эпитаксиаль катламның калынлыгы 20 мкм дан артканда, бу ысул белән барлыкка килгән эпитаксиаль катлам ярылуларга бирешүчән.
Akira USUI бу ысулга нигезләнгән бизәкле субстрат технологиясен кертте. Алар башта MOCVD ысулын кулланып, сапфир субстратында 1-1,5 мкм калынлыктагы нечкә GaN эпитаксиаль катлам үстерделәр. Эпитаксиаль катлам түбән температура шартларында үстерелгән 20 нм калынлыктагы GaN буфер катламыннан һәм югары температура шартларында үстерелгән GaN катламыннан торды. Аннары, 430℃ температурада, эпитаксиаль катлам өслегенә SiO2 катламы капланды, һәм фотолитография ярдәмендә SiO2 пленкасында тәрәзә полосалары ясалды. Полосалар арасы 7 мкм иде, ә битлек киңлеге 1 мкмнан 4 мкмга кадәр булды. Бу яхшыртудан соң, алар 2 дюйм диаметрлы сапфир субстратында ярыкларсыз һәм көзге кебек шома булган GaN эпитаксиаль катлам алдылар, ул калынлыгы дистәләгән яки хәтта йөзләгән микронга кадәр артканда да ярыкларсыз һәм көзге кебек шома иде. Дефект тыгызлыгы традицион HVPE ысулындагы 109-1010 см-2 дан якынча 6 × 107 см-2 га кадәр кимеде. Алар шулай ук экспериментта үсеш тизлеге 75 мкм/сәг артып киткәндә, үрнәк өслеге тупасланачагын күрсәттеләр[8].
6 нчы рәсем. График субстрат схемасы
V. Кыскача мәгълүмат һәм фараз
GaN материаллары 2014 елда, зәңгәр яктылык светодиодлары шул елны физика буенча Нобель премиясенә лаек булгач, барлыкка килә башлады һәм кулланучы электроникасы өлкәсендә тиз зарядка кушымталары өлкәсенә керде. Чынлыкта, күпчелек кеше күрә алмаган 5G база станцияләрендә кулланыла торган көч көчәйткечләрендә һәм RF җайланмаларында да кушымталар тыныч кына барлыкка килде. Соңгы елларда GaN нигезендәге автомобиль дәрәҗәсендәге көч җайланмаларының алга китеше GaN материаллары куллану базары өчен яңа үсеш нокталары ачар дип көтелә.
Базарның зур ихтыяҗы, һичшиксез, GaN белән бәйле тармаклар һәм технологияләр үсешенә ярдәм итәчәк. GaN белән бәйле сәнәгать чылбырының өлгерүе һәм камилләшүе белән, хәзерге GaN эпитаксиаль технологиясе белән бәйле проблемалар ахыр чиктә яхшырачак яки чишеләчәк. Киләчәктә кешеләр, һичшиксез, тагын да күбрәк яңа эпитаксиаль технологияләр һәм тагын да яхшырак субстрат вариантларын эшләячәкләр. Шул вакытка кешеләр куллану сценарийларының үзенчәлекләренә туры китереп, төрле куллану сценарийлары өчен иң яраклы тышкы тикшеренү технологиясен һәм субстратны сайлый алачаклар һәм иң көндәшлеккә сәләтле шәхси продуктлар җитештерә алачаклар.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 28 июне