GaN σε ζαφείρι GaN Epitaxy Template σε ζαφείρι 2 ίντσες 4 ίντσες 6 ίντσες 8 ίντσες

GaN σε ζαφείρι GaN Epitaxy Template σε ζαφείρι 2 ίντσες 4 ίντσες 6 ίντσες 8 ίντσες

Σύνοψη:

Το νιτρώδιο του γαλλίου (GaN) στα πρότυπα επιταξίας σαφφείρου είναι προηγμένα υλικά που διατίθενται σε N-τύπου, P-τύπου ή ημιμονωτικές μορφές.Τα πρότυπα αυτά έχουν σχεδιαστεί για την προετοιμασία προηγμένων οπτικοηλεκτρονικών συσκευών ημιαγωγών και ηλεκτρονικών συσκευών.Ο πυρήνας αυτών των προτύπων είναι ένα επιταξιακό στρώμα GaN που αναπτύσσεται σε ένα υποστρώμα ζαφείρι,με αποτέλεσμα μια σύνθετη δομή που αξιοποιεί τις μοναδικές ιδιότητες και των δύο υλικών για να επιτύχει ανώτερη απόδοση.

Δομή και σύνθεση:

1. Νιτρικό γάλλιο (GaN) Επιταξιακό στρώμα:

   • Μία λεπτή γυαλιά από κρυστάλλινο υλικό: Το στρώμα GaN αποτελείται από μια λεπτή μεμονωμένη κρυστάλλινη ταινία, η οποία εξασφαλίζει υψηλή καθαρότητα και εξαιρετική κρυσταλλογραφική ποιότητα.Με τον τρόπο αυτό βελτιώνεται η απόδοση των συσκευών που κατασκευάζονται με βάση τα εν λόγω υποδείγματα..
   • Υλικές ΙδιότητεςΤο GaN είναι γνωστό για το ευρύ εύρος ζώνης του (3,4 eV), την υψηλή κινητικότητα των ηλεκτρονίων και την υψηλή θερμική αγωγιμότητα.καθώς και για συσκευές που λειτουργούν σε σκληρά περιβάλλοντα.

2. Υπόστρωμα ζαφείριου:

   • Μηχανική αντοχή: Το ζαφείρι (Al2O3) είναι ένα ανθεκτικό υλικό με εξαιρετική μηχανική αντοχή, το οποίο παρέχει μια σταθερή και ανθεκτική βάση για το στρώμα GaN.
   • Θερμική σταθερότητα: Το ζαφείρι έχει εξαιρετικές θερμικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και της θερμικής σταθερότητας,που βοηθούν στην διάσπαση της θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία της συσκευής και τη διατήρηση της ακεραιότητας της συσκευής σε υψηλές θερμοκρασίες.
   • Οπτική διαφάνεια: Η διαφάνεια του ζαφείριου στην υπεριώδη έως υπέρυθρη περιοχή το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές οπτοηλεκτρονικής, όπου μπορεί να χρησιμεύσει ως διαφανές υπόστρωμα για εκπομπή ή ανίχνευση φωτός.

Τύποι GaN στα πρότυπα ζαφείριου:

1. ΓΑΝ τύπου N:

   • Ντόπινγκ και Ηλεκτρική Οδηγικότητα: Το N-τύπου GaN διοχετεύεται με στοιχεία όπως το πυρίτιο (Si) για την εισαγωγή ελεύθερων ηλεκτρονίων, ενισχύοντας την ηλεκτρική του αγωγιμότητα.Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευές όπως τα τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (HEMT) και οι διόδοι εκπομπής φωτός (LED), όπου η υψηλή συγκέντρωση ηλεκτρονίων είναι κρίσιμη.

2. ΓΑΝ τύπου P:

   • Ντόπινγκ και αγωγιμότητα τρυπώνΤο p-type GaN είναι απαραίτητο για τη δημιουργία p-n συνδέσεων,που αποτελούν τα δομικά στοιχεία πολλών ημιαγωγών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των LED και των διόδων λέιζερ.

3. Ημιμονωτικό GaN:

   • Μειωμένη Παρασιτική Ικανότητα: Το ημιμονωτικό GaN χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου η ελαχιστοποίηση της παρασιτικής χωρητικότητας και των ρευστών διαρροών είναι κρίσιμη.διασφάλιση σταθερής απόδοσης και αποδοτικότητας.

Επεξεργαστικές διαδικασίες:

1. Επιταξιακή αποβολή:

   • Χημική αποσύνθεση ατμών μετάλλων-οργανικών (MOCVD)Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται συνήθως για την καλλιέργεια υψηλής ποιότητας στρωμάτων GaN σε υποστρώματα ζαφείρι.με αποτέλεσμα ομοιόμορφα και χωρίς ελαττώματα στρώματα.
   • Μοντεματική επιταξία ακτίνας (MBE): Μια άλλη μέθοδος για την καλλιέργεια στρωμάτων GaN, το MBE προσφέρει εξαιρετικό έλεγχο σε ατομικό επίπεδο, το οποίο είναι ευεργετικό για την έρευνα και την ανάπτυξη προηγμένων δομών συσκευών.

2. Διάχυση:

   • Ελεγχόμενη χρήση ντόπινγκ: Η διαδικασία διάχυσης χρησιμοποιείται για την εισαγωγή ντοπαντών σε συγκεκριμένες περιοχές του στρώματος GaN, τροποποιώντας τις ηλεκτρικές του ιδιότητες ώστε να ταιριάζουν σε διάφορες απαιτήσεις συσκευής.

3. Εμφύτευση ιόντων:

   • Ακριβής Ντόπινγκ και Επισκευή Βλάβης: Η εμφύτευση ιόντων είναι μια τεχνική εισαγωγής ντοπαντών με υψηλή ακρίβεια.Η μετά την εμφύτευση αναψύξη χρησιμοποιείται συχνά για την αποκατάσταση τυχόν ζημιών που προκαλούνται από τη διαδικασία εμφύτευσης και την ενεργοποίηση των ντοπαντών.

Ειδικά χαρακτηριστικά:

• Προγράμματα μη PS (SSP): Τα εν λόγω υποδείγματα έχουν σχεδιαστεί για χρήση παράλληλα με πλακίδια PS για επίπεδες διαδρομές, οι οποίες μπορούν να συμβάλουν στην επίτευξη σαφέστερων μετρήσεων της αντανάκλασης.Αυτό το χαρακτηριστικό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τον έλεγχο ποιότητας και τη βελτιστοποίηση των οπτοηλεκτρονικών συσκευών.
• Μειονεκτική αντιστοιχία χαμηλού πλέγματος: Η δυσσυμβατότητα πλέγματος μεταξύ του GaN και του ζαφείριου είναι σχετικά χαμηλή, μειώνοντας τον αριθμό των ελαττωμάτων και των εκτοπισμών στο επιταξιακό στρώμα.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη ποιότητα υλικού και βελτιωμένη απόδοση των τελικών συσκευών.

Εφαρμογές:

• Οπτοηλεκτρονικές συσκευέςΗ υψηλή απόδοση και η φωτεινότητα των LED με βάση το GaN τα καθιστούν ιδανικά για γενικό φωτισμό, φωτισμό αυτοκινήτων,και τεχνολογίες οθόνης.
• Ηλεκτρονικές συσκευές: Η υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων και η θερμική σταθερότητα του GaN το καθιστούν κατάλληλο για τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (HEMT), ενισχυτές ισχύος,και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος.
• Εφαρμογές υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας: Το GaN στο σαφείρι είναι απαραίτητο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ισχύ και λειτουργία υψηλής συχνότητας, όπως ενισχυτές ραδιοσυχνοτήτων, δορυφορική επικοινωνία και συστήματα ραντάρ.

Για λεπτομερέστερες προδιαγραφές του GaN στο σαφείρι, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών, οπτικών και μηχανικών ιδιοτήτων, ανατρέξτε στα ακόλουθα τμήματα.Αυτή η λεπτομερή επισκόπηση τονίζει την ευελιξία και τις προηγμένες δυνατότητες του GaN στα πρότυπα Sapphire, καθιστώντας τους μια βέλτιστη επιλογή για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών ημιαγωγών.

Φωτογραφίες:

Ιδιότητες:

Ηλεκτρικές ιδιότητες:

1. Μεγάλο εύρος:

   • GaN: Περίπου 3,4 eV
   • Επιτρέπει λειτουργία υψηλής τάσης και καλύτερη απόδοση σε εφαρμογές υψηλής ισχύος.

2. Υψηλή τάση διακοπής:

   • Το GaN μπορεί να αντέξει υψηλές τάσεις χωρίς να καταρρεύσει, καθιστώντας το ιδανικό για συσκευές ισχύος.

3. Υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων:

   • Διευκολύνει την ταχεία μεταφορά ηλεκτρονίων, οδηγώντας σε ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ταχύτητας.

Θερμικές ιδιότητες:

1. Υψηλή θερμική αγωγιμότητα:

   • GaN: Περίπου 130 W/m·K
   • Ζαφείρι: Περίπου 42 W/m·K
   • Αποτελεσματική διάχυση θερμότητας, κρίσιμη για συσκευές υψηλής ισχύος.

2. Θερμική σταθερότητα:

   • Τόσο το GaN όσο και το ζαφείρι διατηρούν τις ιδιότητές τους σε υψηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τα κατάλληλα για σκληρά περιβάλλοντα.

Οπτικές ιδιότητες:

1. Διαφάνεια:

   • Το ζαφείρι είναι διαφανές στο εύρος από υπεριώδες έως υπέρυθρο.
   • Το GaN χρησιμοποιείται συνήθως για την εκπομπή μπλε στο υπεριώδες φως, σημαντικό για τα LED και τις διόδους λέιζερ.

2. Δείκτης διάθλασης:

   • GaN: 2,4 σε 632,8 nm
   • Ζαφείρι: 1,76 σε 632,8 nm
   • Σημαντικό για το σχεδιασμό οπτοηλεκτρονικών συσκευών.

Μηχανικές ιδιότητες:

1. Σκληρότητα:

   • Ζαφείρι: 9 στην κλίμακα του Μος
   • Παρέχει ένα ανθεκτικό υπόστρωμα που αντιστέκεται σε γρατζουνιές και ζημιές.

2. Δομή πλέγματος:

   • Το GaN έχει κρυσταλλική δομή ουρτζίτη.
   • Η ασυμφωνία πλέγματος μεταξύ του GaN και του σαφείρου είναι σχετικά χαμηλή (~ 16%), γεγονός που βοηθά στη μείωση των ελαττωμάτων κατά τη διάρκεια της επιταξιακής ανάπτυξης.

Χημικές ιδιότητες:

1. Χημική σταθερότητα:
   • Τόσο το GaN όσο και το ζαφείρι είναι χημικά σταθερά και ανθεκτικά στα περισσότερα οξέα και βάσεις, γεγονός που είναι σημαντικό για την αξιοπιστία και τη μακροζωία της συσκευής.

Αυτές οι ιδιότητες υπογραμμίζουν γιατί το GaN στο σαφείρι χρησιμοποιείται ευρέως σε σύγχρονες ηλεκτρονικές και οπτοηλεκτρονικές συσκευές, προσφέροντας ένα συνδυασμό υψηλής απόδοσης, αντοχής,και απόδοσης σε απαιτητικές συνθήκες.