GaN บนซาฟิเรีย GaN Epitaxy Template บนซาฟิเรีย 2 นิ้ว 4 นิ้ว 6 นิ้ว 8 นิ้ว

GaN บนซาฟิเรีย GaN Epitaxy Template บนซาฟิเรีย 2 นิ้ว 4 นิ้ว 6 นิ้ว 8 นิ้ว

สรุป:

กัลเลียมไนทริด (GaN) บนรูปแบบการปรับปรุงซาฟฟายร์เป็นวัสดุที่มีความทันสมัยที่มีในรูปแบบ N-type, P-type หรือครึ่งประกอบโมบเล็ตเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อการเตรียมอุปกรณ์ออฟโตอีเล็คทรอนิกส์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบครึ่งตัวนําที่ทันสมัยหัวใจของรูปแบบเหล่านี้คือชั้น Epitaxial GaN ที่เติบโตบนพื้นฐาน sapphire,ผลลัพธ์เป็นโครงสร้างประกอบที่ใช้สิทธิพิเศษของวัสดุทั้งสองเพื่อบรรลุผลงานที่ดีกว่า.

โครงสร้างและองค์ประกอบ:

1. กัลเลียมไนทริด (GaN) ผิวหน้าชั้น:

   • ฟิล์มบางกระจกกระจกเดียว: แผ่น GaN เป็นฟิล์มบางกระจกเดียว, ซึ่งรับประกันความบริสุทธิ์สูงและคุณภาพกระจกที่ดีเยี่ยม. คุณสมบัตินี้เป็นสิ่งจําเป็นในการลดความบกพร่องและการสับสนโดยเพิ่มผลงานของอุปกรณ์ที่ผลิตบนแบบนี้.
   • คุณสมบัติของวัตถุ: GaN เป็นที่รู้จักสําหรับช่องแดนที่กว้าง (3.4 eV), ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง, และการนําความร้อนสูง. คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการใช้งานพลังงานสูงและความถี่สูง,และสําหรับอุปกรณ์ที่ทํางานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.

2. สับสราทสีซาฟฟาย:

   • ความแข็งแรงทางกล: Sapphire (Al2O3) เป็นวัสดุที่แข็งแกร่งที่มีความแข็งแรงทางกลที่พิเศษ ซึ่งเป็นพื้นฐานที่มั่นคงและทนทานสําหรับชั้น GaN
   • ความมั่นคงทางความร้อน: Sapphire มีคุณสมบัติความร้อนที่ดีเยี่ยม รวมถึงการนําความร้อนสูงและความมั่นคงทางความร้อนซึ่งช่วยในการระบายความร้อนที่เกิดจากการทํางานของอุปกรณ์ และรักษาความสมบูรณ์ของอุปกรณ์ในอุณหภูมิสูง.
   • ความโปร่งใสทางแสง: ความโปร่งใสของ sapphire ในช่วงอัลตรไวโอเล็ตถึงอินฟราเรดทําให้มันเหมาะสมสําหรับการใช้งาน optoelectronic ที่มันสามารถใช้เป็นพื้นฐานโปร่งใสในการปล่อยหรือตรวจจับแสง

ประเภทของ GaN บนแบบ Sapphire:

1. N-type GaN:

   • การ ใช้ ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา ยา: N-type GaN ถูกปรับปรุงด้วยธาตุ เช่นซิลิคอน (Si) เพื่อนําอิเล็กตรอนอิสระเข้า, เพิ่มความสามารถในการนําไฟฟ้าของมันประเภทนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ เช่น ทรานซิสเตอร์เคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง (HEMT) และไดโอเดสปล่อยแสง (LED), ที่มีปริมาณอิเล็กตรอนสูงเป็นสิ่งสําคัญ

2. GaN ประเภท P:

   • โดปิ้งและการนําทางหลุม: GaN ประเภท P ได้รับการปรับปรุงด้วยธาตุ เช่น แมกนีเซียม (Mg) เพื่อนําช่อง (พนักงานบรรทุกค่าบวก) ลงไปซึ่งเป็นส่วนก่อสร้างของอุปกรณ์ครึ่งนําหลายอย่างรวมถึง LED และเลเซอร์ไดโอเดส

3. GaN ครึ่งกันหนาว:

   • ความสามารถของปรสิตลดลง: GaN แบบประกอบกันได้ครึ่งถูกใช้ในแอพลิเคชั่นที่การลดความจุของปรสิตและกระแสรั่วไหลเป็นสิ่งสําคัญ ชนิดนี้เหมาะสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงและพลังงานสูงรับประกันผลงานและประสิทธิภาพที่มั่นคง.

กระบวนการผลิต:

1. การฝากน้ําในกระดูก:

   • การฝากควองเคมีโลหะ-อินทรีย์ (MOCVD): เทคนิคนี้ถูกใช้โดยทั่วไปสําหรับการปลูกชั้น GaN คุณภาพสูงบนพื้นฐาน sapphire. MOCVD ทําให้สามารถควบคุมความหนาของฟิล์ม, ประกอบ, และระดับ doping ได้อย่างละเอียดส่งผลให้มีชั้นเรียบร้อยและไร้ความบวก.
   • โมเลกุลเบย์เอปิทักซี่ (MBE): วิธีอื่นสําหรับการปลูกชั้น GaN, MBE ให้การควบคุมที่ดีเยี่ยมในระดับอะตอม, ซึ่งเป็นประโยชน์สําหรับการวิจัยและการพัฒนาโครงสร้างอุปกรณ์ที่ก้าวหน้า

2. การกระจาย:

   • การใช้ยาด๊อปปิ้งอย่างควบคุม: กระบวนการกระจายกระจายใช้ในการนํา dopants เข้าในภูมิภาคเฉพาะของชั้น GaN การปรับปรุงคุณสมบัติไฟฟ้าของมันเพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการของอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน

3. การฝังไอออน:

   • การ ด็อปปิ้ง ที่ ถูกต้อง และ การ ซ่อมแซม ความเสียหาย: การฝังไอออนเป็นเทคนิคสําหรับการนํา dopants ด้วยความแม่นยําสูงการผสมผสานหลังการปลูกมักจะใช้เพื่อซ่อมแซมความเสียหายใด ๆ ที่เกิดจากการปลูกและเปิดตัวสารสนับสนุน.

ลักษณะพิเศษ:

• โมเดลที่ไม่ใช่ PS (SSP): แมปเล็ตเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ร่วมกับ PS wafers สําหรับการทํางานแบบเรียบ ซึ่งสามารถช่วยให้มีการวัดความสะท้อนชัดเจนขึ้นคุณสมบัตินี้มีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการควบคุมคุณภาพและการปรับปรุงอุปกรณ์ optoelectronic.
• ความไม่เหมาะสมของรางต่ํา: ความไม่เหมาะสมของกรอบระหว่าง GaN และ sapphire ค่อนข้างต่ํา, ลดจํานวนความบกพร่องและการหลุดตัวในชั้น epitaxial.ผลลัพธ์คือคุณภาพวัสดุที่ดีขึ้นและการทํางานที่ดีขึ้นของอุปกรณ์สุดท้าย.

การใช้งาน:

• อุปกรณ์ optoelectronic: แมปเล็ต GaN on Sapphire ถูกใช้อย่างแพร่หลายในไฟ LED, ไดโอเดสเลเซอร์, และฟอโตดิจเตอร์. ประสิทธิภาพสูงและความสว่างของไฟ LED ที่ใช้ GaN ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการสว่างทั่วไป, การสว่างรถยนต์,และเทคโนโลยีการแสดงภาพ.
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูงและความมั่นคงทางความร้อนของ GaN ทําให้มันเหมาะสําหรับทรานซิสเตอร์เคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง (HEMT) เครื่องเสริมพลังงานและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงและพลังงานสูงอื่น ๆ.
• การประยุกต์ใช้พลังงานสูงและความถี่สูง: GaN on Sapphire สําคัญสําหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานสูงและการทํางานความถี่สูง เช่น เครื่องขยาย RF การสื่อสารดาวเทียม และระบบราดาร์

สําหรับรายละเอียดเพิ่มเติมของ GaN ใน Sapphire รวมถึงคุณสมบัติไฟฟ้า, ออตติกและเครื่องกล กรุณาดูในส่วนต่อไปนี้ภาพรวมรายละเอียดนี้เน้นความหลากหลายและความสามารถที่ก้าวหน้าของ GaN บนแบบ Sapphireทําให้พวกเขาเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสําหรับการใช้งานครึ่งประสาทที่หลากหลาย

รูป:

คุณสมบัติ:

คุณสมบัติไฟฟ้า:

1. ช่องแดนกว้าง

   • GaN: ประมาณ 3.4 eV
   • ทําให้สามารถทํางานได้ในแรงดันสูง และมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าในแอพลิเคชั่นพลังงานสูง

2. ความดันการแยกสูง:

   • GaN สามารถทนความดันสูงได้โดยไม่แตกออก ทําให้มันเหมาะสมสําหรับอุปกรณ์พลังงาน

3. ความเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนสูง

   • สะดวกในการขนส่งอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็ว นําไปสู่อุปกรณ์อิเล็กตรอนความเร็วสูง

คุณสมบัติความร้อน:

1. ความสามารถในการนําความร้อนสูง

   • GaN: ประมาณ 130 W/m·K
   • Sapphire: ประมาณ 42 W/m·K
   • การระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ สําคัญสําหรับอุปกรณ์พลังงานสูง

2. ความมั่นคงทางความร้อน:

   • ทั้ง GaN และ sapphire รักษาคุณสมบัติของพวกเขาในอุณหภูมิสูง ทําให้พวกเขาเหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

คุณสมบัติทางแสง:

1. ความโปร่งใส

   • Sapphire มีความโปร่งใสในช่วง UV ถึง IR
   • GaN มักจะใช้สําหรับการปล่อยแสงสีฟ้าสู่แสง UV ที่สําคัญสําหรับ LED และเลเซอร์ไดโอด์

2. อัตราการหัก:

   • GaN: 2.4 ที่ 632.8 nm
   • ซาฟฟายร์: 1.76 ในระยะ 632.8 nm
   • สําคัญสําหรับการออกแบบอุปกรณ์ optoelectronic

คุณสมบัติทางกล:

1. ความแข็ง:

   • ซาฟฟายร์: 9 ตามระดับมอห์ส
   • ให้พื้นฐานที่ทนทาน ที่ทนต่อการกัดและความเสียหาย

2. โครงสร้างเกตติช:

   • GaN มีโครงสร้างคริสตัล wurtzite
   • ความไม่เหมาะสมของกรอบระหว่าง GaN และ sapphire ค่อนข้างต่ํา (~ 16%) ซึ่งช่วยในการลดอาการบกพร่องระหว่างการเติบโต Epitaxial

คุณสมบัติทางเคมี:

1. ความมั่นคงทางเคมี:
   • ทั้ง GaN และ sapphire มีความมั่นคงทางเคมีและทนทานต่อกรดและฐานส่วนใหญ่ ซึ่งมีความสําคัญต่อความน่าเชื่อถือและอายุยืนของอุปกรณ์

คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้เห็นว่าทําไม GaN on Sapphire จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและการทํางานในสภาพที่ต้องการ.