GaN su zaffiro GaN Epitaxy Template su Zaffiro 2 pollici 4 pollici 6 pollici 8 pollici

GaN su zaffiro GaN Epitaxy Template su Zaffiro 2 pollici 4 pollici 6 pollici 8 pollici

Riassunto:

Il nitruro di gallio (GaN) sui modelli di epitaxia di zaffiro sono materiali all'avanguardia disponibili in forme di tipo N, tipo P o semi-isolatori.Questi modelli sono progettati per la preparazione di dispositivi optoelettronici e dispositivi elettronici avanzati a semiconduttoriIl nucleo di questi modelli è costituito da uno strato epitaxiale di GaN coltivato su un substrato di zaffiro.risultante una struttura composita che sfrutta le proprietà uniche di entrambi i materiali per ottenere prestazioni superiori.

Struttura e composizione:

1. Nitruro di gallio (GaN) Strato epitaxiale:

   • Film sottile a cristallo singolo: lo strato GaN è un film sottile di cristallo singolo, che garantisce un'elevata purezza e un'eccellente qualità cristallografica.migliorando così le prestazioni dei dispositivi fabbricati su tali modelli.
   • Proprietà materiali: Il GaN è noto per il suo ampio intervallo di banda (3,4 eV), la sua elevata mobilità elettronica e la sua elevata conduttività termica.nonché per dispositivi che operano in ambienti difficili.

2. Substrato di zaffiro:

   • Forza meccanica: Lo zaffiro (Al2O3) è un materiale robusto con una resistenza meccanica eccezionale, che fornisce una base stabile e durevole per lo strato GaN.
   • Stabilità termica: lo zaffiro ha ottime proprietà termiche, tra cui elevata conduttività termica e stabilità termica,che aiutano a dissipare il calore generato durante il funzionamento del dispositivo e a mantenere l'integrità del dispositivo a temperature elevate.
   • Trasparenza ottica: La trasparenza dello zaffiro nella gamma ultravioletta-infrarosso lo rende adatto per applicazioni optoelettroniche, dove può servire come substrato trasparente per emettere o rilevare la luce.

Tipi di GaN sui modelli di zaffiro:

1. GaN di tipo N:

   • Doping e conduttività: Il GaN di tipo N è dopato con elementi come il silicio (Si) per introdurre elettroni liberi, migliorandone la conduttività elettrica.Questo tipo è ampiamente utilizzato in dispositivi come transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT) e diodi emettitori di luce (LED), dove è cruciale un'elevata concentrazione di elettroni.

2. GaN di tipo P:

   • Doping e conduttività dei fori: il GaN di tipo P è dopato con elementi come il magnesio (Mg) per introdurre fori (portatori di carica positiva).che sono i mattoni di molti dispositivi semiconduttori, compresi LED e diodi laser.

3. GaN semisolatore:

   • Riduzione della capacità parasitaria: Il GaN semi-isolatore è utilizzato in applicazioni in cui è fondamentale ridurre al minimo la capacità parassitaria e le correnti di perdita.garantire prestazioni e efficienza stabili.

Processi di produzione:

1. Deposito epitexiale:

   • Deposito di vapore chimico metallico-organico (MOCVD): Questa tecnica è comunemente utilizzata per la coltivazione di strati di GaN di alta qualità su substrati di zaffiro.che producono strati uniformi e privi di difetti.
   • Epitaxia del fascio molecolare (MBE): Un altro metodo per la coltivazione di strati di GaN, MBE offre un controllo eccellente a livello atomico, che è vantaggioso per la ricerca e lo sviluppo di strutture avanzate di dispositivi.

2. Diffusione:

   • Doping controllato: Il processo di diffusione viene utilizzato per introdurre dopanti in regioni specifiche dello strato GaN, modificando le sue proprietà elettriche per soddisfare le varie esigenze del dispositivo.

3. Implantazione ionica:

   • Doping preciso e riparazione dei danni: L'impianto ionico è una tecnica per l'introduzione di dopanti con elevata precisione.Il ricottamento post-impianto è spesso utilizzato per riparare eventuali danni causati dal processo di impianto e attivare i dopanti.

Caratteristiche particolari:

• Modelli non PS (SSP): Questi modelli sono progettati per essere utilizzati insieme ai wafer PS per le operazioni planarie, che possono contribuire a ottenere misurazioni più chiare della riflettività.Questa caratteristica è particolarmente utile nel controllo di qualità e nell'ottimizzazione dei dispositivi optoelettronici.
• Non corrispondenza di reticolo basso: Il disallineamento reticolare tra GaN e zaffiro è relativamente basso, riducendo il numero di difetti e lussazioni nello strato epitaxiale.Ciò si traduce in una migliore qualità dei materiali e in una migliore prestazione dei dispositivi finali.

Applicazioni:

• Dispositivi optoelettronici: i modelli GaN su zaffiro sono ampiamente utilizzati in LED, diodi laser e fotodettori.e tecnologie di visualizzazione.
• Dispositivi elettronici: L'elevata mobilità elettronica e la stabilità termica del GaN lo rendono adatto per transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT), amplificatori di potenza,con una lunghezza massima non superiore a 50 mm,.
• Applicazioni ad alta potenza e ad alta frequenza: Il GaN sul zaffiro è essenziale per applicazioni che richiedono un'elevata potenza e un funzionamento ad alta frequenza, come gli amplificatori RF, le comunicazioni satellitari e i sistemi radar.

Per specifiche più dettagliate del GaN sul zaffiro, comprese le proprietà elettriche, ottiche e meccaniche, si rimanda alle sezioni seguenti.Questa panoramica dettagliata evidenzia la versatilità e le capacità avanzate di GaN sui modelli Sapphire, che li rende una scelta ottimale per un'ampia gamma di applicazioni di semiconduttori.

Fotografie:

Proprietà:

Proprietà elettriche:

1. Ampia banda:

   • GaN: circa 3,4 eV
   • Consente un funzionamento ad alta tensione e una migliore prestazione in applicazioni ad alta potenza.

2. Alta tensione di rottura:

   • Il GaN può sopportare alte tensioni senza rompersi, rendendolo ideale per dispositivi di alimentazione.

3. Alta mobilità elettronica:

   • Facilita il rapido trasporto degli elettroni, portando a dispositivi elettronici ad alta velocità.

Proprietà termiche:

1. Alta conduttività termica:

   • GaN: circa 130 W/m·K
   • Zaffiro: circa 42 W/m·K
   • Eficace dissipazione del calore, cruciale per dispositivi ad alta potenza.

2. Stabilità termica:

   • Sia il GaN che lo zaffiro mantengono le loro proprietà ad alte temperature, rendendoli adatti a ambienti difficili.

Proprietà ottiche:

1. Trasparenza:

   • Lo zaffiro è trasparente nella gamma UV-IR.
   • Il GaN è tipicamente utilizzato per l'emissione di luce blu a UV, importante per LED e diodi laser.

2. Indice di rifrazione:

   • GaN: 2,4 a 632,8 nm
   • Zaffiro: 1,76 a 632,8 nm
   • Importante per la progettazione di dispositivi optoelettronici.

Proprietà meccaniche:

1. Durezza:

   • Zaffiro: 9 sulla scala di Mohs
   • Fornisce un substrato resistente ai graffi e ai danni.

2. Struttura del reticolo

   • Il GaN ha una struttura cristallina di wurtzita.
   • Il disallineamento reticolare tra GaN e zaffiro è relativamente basso (~ 16%), il che aiuta a ridurre i difetti durante la crescita epitaxiale.

Proprietà chimiche:

1. Stabilità chimica:
   • Sia il GaN che lo zaffiro sono chimicamente stabili e resistenti alla maggior parte degli acidi e delle basi, il che è importante per l'affidabilità e la longevità del dispositivo.

Queste proprietà evidenziano perché il GaN sul zaffiro è ampiamente utilizzato nei moderni dispositivi elettronici e optoelettronici, offrendo una combinazione di elevata efficienza, durata,e prestazioni in condizioni difficili.