GaN sur le saphir GaN Epitaxy Template sur le saphir 2 pouces 4 pouces 6 pouces 8 pouces

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Résumé:

Le nitrure de gallium (GaN) sur les modèles d'épitaxie de saphir sont des matériaux de pointe disponibles sous forme de type N, de type P ou de semi-isolation.Ces modèles sont conçus pour la préparation de dispositifs optoélectroniques et de dispositifs électroniques à semi-conducteurs avancésLe noyau de ces modèles est une couche épitaxielle GaN cultivée sur un substrat de saphir,résultant d'une structure composite qui tire parti des propriétés uniques des deux matériaux pour obtenir des performances supérieures.

Structure et composition:

1. Nitrure de gallium (GaN) couche épitaxienne:

   • Film mince à cristal unique: La couche GaN est un film mince monocristallin, qui assure une pureté élevée et une excellente qualité cristallographique.améliorer ainsi les performances des dispositifs fabriqués sur ces modèles.
   • Propriétés matérielles: Le GaN est connu pour sa large bande passante (3,4 eV), sa grande mobilité électronique et sa haute conductivité thermique.ainsi que pour les appareils qui fonctionnent dans des environnements difficiles.

2. Substrate de saphir:

   • Résistance mécanique: Le saphir (Al2O3) est un matériau robuste d'une résistance mécanique exceptionnelle, qui fournit une base stable et durable pour la couche GaN.
   • Stabilité thermique: le saphir possède d'excellentes propriétés thermiques, notamment une conductivité thermique élevée et une stabilité thermique,qui aident à dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement de l'appareil et à maintenir l'intégrité de l'appareil à haute température.
   • Transparence optique: La transparence du saphir dans la gamme ultraviolette à infrarouge le rend adapté aux applications optoélectroniques, où il peut servir de substrat transparent pour émettre ou détecter la lumière.

Types de GaN sur les modèles de saphir:

1. GaN de type N:

   • Dopage et conductivité: Le GaN de type N est dopé avec des éléments tels que le silicium (Si) pour introduire des électrons libres, améliorant ainsi sa conductivité électrique.Ce type est largement utilisé dans des dispositifs tels que les transistors à haute mobilité électronique (HEMT) et les diodes électroluminescentes (LED), où une forte concentration d'électrons est cruciale.

2. GaN de type P:

   • Dopage et conductivité des trous: Le GaN de type P est dopé avec des éléments tels que le magnésium (Mg) pour introduire des trous (porteurs de charge positive). Le GaN de type P est essentiel pour créer des jonctions p-n,qui sont les éléments constitutifs de nombreux dispositifs semi-conducteurs, y compris les LED et les diodes laser.

3. GaN semi-isolant:

   • Réduction de la capacité parasitaire: Le GaN semi-isolant est utilisé dans les applications où il est essentiel de minimiser la capacité parasitaire et les courants de fuite. Ce type est idéal pour les appareils électroniques haute fréquence et haute puissance,assurer des performances et une efficacité stables.

Processus de fabrication:

1. Dépôt épitaxial:

   • Dépôt de vapeur chimique métal-organique (MOCVD): Cette technique est couramment utilisée pour la culture de couches GaN de haute qualité sur des substrats de saphir.résultant en couches uniformes et exemptes de défauts.
   • Epitaxie par faisceau moléculaire (MBE): Une autre méthode de culture des couches de GaN, MBE offre un excellent contrôle au niveau atomique, ce qui est bénéfique pour la recherche et le développement de structures de dispositifs avancés.

2. Diffusion:

   • Dopage contrôlé: Le procédé de diffusion est utilisé pour introduire des dopants dans des régions spécifiques de la couche GaN, en modifiant ses propriétés électriques pour répondre à diverses exigences du dispositif.

3. Implantation ionique:

   • Dopage précis et réparation des dommages: L'implantation ionique est une technique permettant d'introduire des dopants avec une grande précision.Le recuit post-implantation est souvent utilisé pour réparer les dommages causés par le processus d'implantation et activer les dopants.

Caractéristiques particulières:

• Modèles non PS (SSP): Ces modèles sont conçus pour être utilisés aux côtés des plaquettes PS pour les sorties planes, ce qui peut aider à obtenir des mesures de réflectance plus claires.Cette caractéristique est particulièrement utile dans le contrôle de la qualité et l'optimisation des dispositifs optoélectroniques.
• Disconformité de la grille basse: Le décalage de réseau entre le GaN et le saphir est relativement faible, ce qui réduit le nombre de défauts et de dislocations dans la couche épitaxienne.Il en résulte une meilleure qualité des matériaux et une meilleure performance des dispositifs finaux.

Applications:

• Appareils optoélectroniques: Les modèles GaN sur Sapphire sont largement utilisés dans les LED, les diodes laser et les photodétecteurs.et technologies d'affichage.
• Appareils électroniques: La haute mobilité électronique et la stabilité thermique du GaN le rendent approprié pour les transistors à haute mobilité électronique (HEMT), les amplificateurs de puissance,et autres composants électroniques à haute fréquence et à haute puissance.
• Applications à haute puissance et à haute fréquence: Le GaN sur Sapphire est essentiel pour les applications nécessitant une puissance élevée et un fonctionnement à haute fréquence, telles que les amplificateurs RF, les communications par satellite et les systèmes radar.

Pour des spécifications plus détaillées du GaN sur le saphir, y compris les propriétés électriques, optiques et mécaniques, veuillez vous référer aux sections suivantes.Cette vue d'ensemble détaillée souligne la polyvalence et les capacités avancées de GaN sur les modèles Sapphire, ce qui en fait un choix optimal pour un large éventail d'applications de semi-conducteurs.

Des photos:

Propriétés:

Propriétés électriques:

1. Large bande passante:

   • GaN: environ 3,4 eV
   • Permet un fonctionnement à haute tension et de meilleures performances dans les applications à haute puissance.

2. Voltage de rupture élevé:

   • Le GaN peut résister à des tensions élevées sans se décomposer, ce qui le rend idéal pour les appareils électriques.

3. Mobilité électronique élevée:

   • Il facilite le transport rapide d'électrons, conduisant à des appareils électroniques à grande vitesse.

Propriétés thermiques:

1. Conductivité thermique élevée:

   • GaN: environ 130 W/m·K
   • Saphir: environ 42 W/m·K
   • Une dissipation de chaleur efficace, cruciale pour les appareils à haute puissance.

2. Stabilité thermique:

   • Le GaN et le saphir conservent leurs propriétés à haute température, ce qui les rend adaptés à des environnements difficiles.

Propriétés optiques:

1. La transparence:

   • Le saphir est transparent dans la gamme UV à IR.
   • Le GaN est généralement utilisé pour l'émission de lumière bleue vers UV, ce qui est important pour les LED et les diodes laser.

2. Indice de réfraction:

   • GaN: 2,4 à 632,8 nm
   • Saphir: 1,76 à 632,8 nm
   • Il est important pour la conception de dispositifs optoélectroniques.

Propriétés mécaniques:

1. Dureté:

   • Saphir: 9 sur l' échelle de Mohs
   • Fournit un substrat durable résistant aux rayures et aux dommages.

2. Structure du réseau:

   • Le GaN a une structure cristalline de wurtzite.
   • Le décalage de réseau entre le GaN et le saphir est relativement faible (~ 16%), ce qui aide à réduire les défauts pendant la croissance épitaxienne.

Propriétés chimiques:

1. Stabilité chimique:
   • Le GaN et le saphir sont chimiquement stables et résistants à la plupart des acides et des bases, ce qui est important pour la fiabilité et la longévité du dispositif.

Ces propriétés soulignent pourquoi le GaN sur le saphir est largement utilisé dans les appareils électroniques et optoélectroniques modernes, offrant une combinaison de haute efficacité, de durabilité,et performances dans des conditions difficiles.