GaN pada safir GaN Epitaxy Template pada safir 2 inci 4 inci 6 inci 8 inci

GaN pada safir GaN Epitaxy Template pada safir 2 inci 4 inci 6 inci 8 inci

Singkatnya:

Gallium Nitride (GaN) pada template epitaksi Sapphire adalah bahan mutakhir yang tersedia dalam bentuk N-type, P-type, atau semi-isolating.Templat ini dirancang untuk persiapan perangkat optoelektronik dan perangkat elektronik semikonduktor canggihInti dari templat ini adalah lapisan epitaxial GaN yang tumbuh pada substrat safir,menghasilkan struktur komposit yang memanfaatkan sifat unik dari kedua bahan untuk mencapai kinerja superior.

Struktur dan Komposisi:

1. Gallium Nitride (GaN) Lapisan Epitaxial:

   • Film tipis kristal tunggal: Lapisan GaN adalah film tipis kristal tunggal, yang memastikan kemurnian tinggi dan kualitas kristal yang sangat baik.dengan demikian meningkatkan kinerja perangkat yang diproduksi pada templat ini.
   • Sifat-sifat material: GaN dikenal karena bandgapnya yang luas (3,4 eV), mobilitas elektron yang tinggi, dan konduktivitas termal yang tinggi.serta untuk perangkat yang beroperasi di lingkungan yang keras.

2. Substrat Safir:

   • Kekuatan Mekanis: Sapphire (Al2O3) adalah bahan yang kuat dengan kekuatan mekanik yang luar biasa, yang menyediakan dasar yang stabil dan tahan lama untuk lapisan GaN.
   • Stabilitas termal: Sapphire memiliki sifat termal yang sangat baik, termasuk konduktivitas termal yang tinggi dan stabilitas termal,yang membantu menghilangkan panas yang dihasilkan selama operasi perangkat dan menjaga integritas perangkat pada suhu tinggi.
   • Transparansi optik: Transparansi safir dalam kisaran ultraviolet hingga inframerah membuatnya cocok untuk aplikasi optoelektronik, di mana ia dapat berfungsi sebagai substrat transparan untuk memancarkan atau mendeteksi cahaya.

Jenis GaN pada Template Sapphire:

1. GaN tipe N:

   • Doping dan Konduktivitas: GaN tipe N didop dengan unsur-unsur seperti silikon (Si) untuk memperkenalkan elektron bebas, meningkatkan konduktivitas listriknya.Jenis ini banyak digunakan dalam perangkat seperti transistor mobilitas elektron tinggi (HEMT) dan dioda memancarkan cahaya (LED), di mana konsentrasi elektron yang tinggi sangat penting.

2. GaN tipe P:

   • Doping dan Konduktivitas Lubang: GaN tipe-P didop dengan unsur-unsur seperti magnesium (Mg) untuk memasukkan lubang (pemberi muatan positif).yang merupakan blok bangunan dari banyak perangkat semikonduktor, termasuk LED dan dioda laser.

3. GaN semi-isolasi:

   • Kapasitas Parasit Berkurang: GaN semi-insulasi digunakan dalam aplikasi di mana meminimalkan kapasitansi parasit dan arus kebocoran sangat penting.memastikan kinerja dan efisiensi yang stabil.

Proses Manufaktur:

1. Deposisi Epitaxial:

   • Pengendapan Uap Kimia Logam Organik (MOCVD): Teknik ini biasanya digunakan untuk menumbuhkan lapisan GaN berkualitas tinggi pada substrat safir.menghasilkan lapisan yang seragam dan bebas cacat.
   • Epitaxy Sinar Molekuler (MBE): Metode lain untuk menumbuhkan lapisan GaN, MBE menawarkan kontrol yang sangat baik pada tingkat atom, yang bermanfaat untuk penelitian dan pengembangan struktur perangkat canggih.

2. Diffusi:

   • Doping Terkontrol: Proses difusi digunakan untuk memperkenalkan dopan ke daerah tertentu dari lapisan GaN, memodifikasi sifat listriknya agar sesuai dengan berbagai persyaratan perangkat.

3. Implantasi Ion:

   • Doping yang Tepat dan Perbaikan Kerusakan: Implantasi ion adalah teknik untuk memasukkan dopan dengan presisi tinggi.Post-implantation annealing sering digunakan untuk memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh proses implantasi dan mengaktifkan dopant.

Fitur Khusus:

• Templat Non-PS (SSP): Templat ini dirancang untuk digunakan bersama dengan wafer PS untuk lari datar, yang dapat membantu mencapai pengukuran reflektansi yang lebih jelas.Fitur ini sangat berguna dalam pengendalian kualitas dan optimasi perangkat optoelektronik.
• Ketidakcocokan Jaringan Rendah: Ketidaksesuaian kisi antara GaN dan safir relatif rendah, mengurangi jumlah cacat dan dislokasi pada lapisan epitaxial.Hal ini menghasilkan kualitas material yang lebih baik dan peningkatan kinerja perangkat akhir.

Aplikasi:

• Perangkat Optoelektronik: GaN pada template Sapphire banyak digunakan dalam LED, dioda laser, dan fotodetektor. efisiensi tinggi dan kecerahan LED berbasis GaN membuat mereka ideal untuk pencahayaan umum, pencahayaan otomotif,dan teknologi tampilan.
• Perangkat Elektronik: Mobilitas elektron tinggi dan stabilitas termal GaN membuatnya cocok untuk transistor mobilitas elektron tinggi (HEMT), penguat daya,dan komponen elektronik frekuensi tinggi dan daya tinggi lainnya.
• Aplikasi dengan Daya Tinggi dan Frekuensi Tinggi: GaN on Sapphire sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan daya tinggi dan operasi frekuensi tinggi, seperti amplifier RF, komunikasi satelit, dan sistem radar.

Untuk spesifikasi yang lebih rinci tentang GaN pada Sapphire, termasuk sifat listrik, optik, dan mekanis, silakan lihat bagian berikut.Tinjauan rinci ini menyoroti fleksibilitas dan kemampuan canggih GaN pada template Sapphire, membuat mereka pilihan yang optimal untuk berbagai aplikasi semikonduktor.

Foto-foto:

Sifat:

Sifat listrik:

1. Bandgap lebar:

   • GaN: Sekitar 3,4 eV
   • Memungkinkan untuk operasi tegangan tinggi dan kinerja yang lebih baik dalam aplikasi daya tinggi.

2. Tegangan High Breakdown:

   • GaN dapat menahan tegangan tinggi tanpa rusak, menjadikannya ideal untuk perangkat listrik.

3. Mobilitas Elektron Tinggi:

   • Memfasilitasi transportasi elektron yang cepat, yang mengarah ke perangkat elektronik berkecepatan tinggi.

Sifat termal:

1. Konduktivitas termal tinggi:

   • GaN: Sekitar 130 W/m·K
   • Sapphire: Sekitar 42 W/m·K
   • Penyebaran panas yang efisien, penting untuk perangkat bertenaga tinggi.

2. Stabilitas termal:

   • Baik GaN maupun safir mempertahankan sifatnya pada suhu tinggi, sehingga cocok untuk lingkungan yang keras.

Sifat optik:

1. Transparansi

   • Sapphire transparan dalam kisaran UV hingga IR.
   • GaN biasanya digunakan untuk emisi cahaya biru ke UV, penting untuk LED dan dioda laser.

2. Indeks Refraksi:

   • GaN: 2,4 pada 632,8 nm
   • Safir: 1,76 pada 632,8 nm
   • Penting untuk merancang perangkat optoelektronik.

Sifat Mekanis:

1. Kekerasan:

   • Safir: 9 pada skala Mohs
   • Memberikan substrat tahan lama yang tahan goresan dan kerusakan.

2. Struktur kisi:

   • GaN memiliki struktur kristal wurtzite.
   • Ketidaksesuaian kisi antara GaN dan safir relatif rendah (~ 16%), yang membantu mengurangi cacat selama pertumbuhan epitaxial.

Sifat Kimia:

1. Stabilitas Kimia:
   • Baik GaN dan safir secara kimia stabil dan tahan terhadap sebagian besar asam dan basa, yang penting untuk keandalan dan umur panjang perangkat.

Sifat ini menyoroti mengapa GaN pada Sapphire banyak digunakan dalam perangkat elektronik dan optoelektronik modern, menawarkan kombinasi efisiensi tinggi, daya tahan,dan kinerja dalam kondisi yang menuntut.