GaN em safira GaN Epitaxy Template em safira 2 polegadas 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas

GaN em safira GaN Epitaxy Template em safira 2 polegadas 4 polegadas 6 polegadas 8 polegadas

Resumo:

O nitreto de gálio (GaN) em modelos de epitaxia de safira são materiais de ponta disponíveis em formas de tipo N, tipo P ou semi-isolação.Estes modelos são concebidos para a preparação de dispositivos optoeletrônicos e dispositivos electrónicos de semicondutores avançadosO núcleo destes modelos é uma camada epitaxial de GaN cultivada num substrato de safira,resultando numa estrutura composta que aproveita as propriedades únicas de ambos os materiais para alcançar um desempenho superior.

Estrutura e composição:

1. Nitreto de gálio (GaN) Camada epitaxial:

   • Película fina de cristal único: A camada GaN é uma película fina de cristal único, que garante uma elevada pureza e excelente qualidade cristalográfica.A fim de melhorar o desempenho dos dispositivos fabricados com base nesses modelos.
   • Propriedades materiais: O GaN é conhecido por sua ampla faixa de frequência (3,4 eV), alta mobilidade eletrônica e alta condutividade térmica.bem como para dispositivos que operam em ambientes adversos.

2. Substrato de safira:

   • Força mecânica: O safiro (Al2O3) é um material robusto com resistência mecânica excepcional, que fornece uma base estável e durável para a camada de GaN.
   • Estabilidade térmica: O safiro possui excelentes propriedades térmicas, incluindo elevada condutividade térmica e estabilidade térmica,que ajudam a dissipar o calor gerado durante o funcionamento do dispositivo e a manter a integridade do dispositivo a altas temperaturas.
   • Transparência óptica: A transparência do safiro na faixa ultravioleta a infravermelha torna-o adequado para aplicações optoeletrônicas, onde pode servir como um substrato transparente para emitir ou detectar luz.

Tipos de GaN em modelos de safira:

1. GaN do tipo N:

   • Dopagem e Conductividade: O GaN de tipo N é dopado com elementos como o silício (Si) para introduzir elétrons livres, aumentando sua condutividade elétrica.Este tipo é amplamente utilizado em dispositivos como transistores de alta mobilidade eletrônica (HEMT) e diodos emissores de luz (LED), onde a alta concentração de elétrons é crucial.

2. GaN do tipo P:

   • Dopagem e condutividade dos buracos: GaN do tipo P é dopado com elementos como magnésio (Mg) para introduzir furos (portadores de carga positiva).que são os blocos de construção de muitos dispositivos semicondutores, incluindo LEDs e diodos laser.

3. GaN semi-isolador:

   • Capacidade parasítica reduzida: O GaN semi-isolante é usado em aplicações em que é fundamental minimizar a capacitância parasitária e as correntes de vazamento.assegurar um desempenho e uma eficiência estáveis.

Processos de Fabricação:

1. Deposição epitaxial:

   • Deposição química de vapores metálicos-orgânicos (MOCVD): Esta técnica é comumente utilizada para o cultivo de camadas de GaN de alta qualidade em substratos de safira.resultando em camadas uniformes e sem defeitos.
   • Epitaxia por feixe molecular (MBE): Outro método para o cultivo de camadas de GaN, o MBE oferece um excelente controlo a nível atómico, o que é benéfico para a investigação e desenvolvimento de estruturas de dispositivos avançados.

2. Difusão:

   • Doping controlado: O processo de difusão é usado para introduzir dopantes em regiões específicas da camada de GaN, modificando suas propriedades elétricas para atender a vários requisitos do dispositivo.

3. Implantação de íons:

   • Dopagem precisa e reparação de danos: A implantação de íons é uma técnica de introdução de dopantes com elevada precisão.O recozimento pós-implantação é frequentemente usado para reparar qualquer dano causado pelo processo de implantação e ativar os dopantes.

Características especiais:

• Modelos não PS (SSP): Estes modelos são concebidos para serem utilizados em conjunto com as placas PS para corridas planas, o que pode ajudar a obter medições mais claras da reflectância.Esta característica é particularmente útil no controlo de qualidade e otimização de dispositivos optoelectrónicos.
• Desconformidade de rede baixa: O desajuste de rede entre GaN e safira é relativamente baixo, reduzindo o número de defeitos e luxações na camada epitaxial.Isto resulta numa melhor qualidade do material e num melhor desempenho dos dispositivos finais.

Aplicações:

• Dispositivos optoeletrônicosOs modelos GaN on Sapphire são amplamente utilizados em LEDs, diodos laser e fotodetectores. A alta eficiência e brilho dos LEDs baseados em GaN os tornam ideais para iluminação geral, iluminação automotiva,e tecnologias de exibição.
• Dispositivos eletrónicos: A elevada mobilidade electrónica e estabilidade térmica do GaN tornam-no adequado para transistores de alta mobilidade electrónica (HEMT), amplificadores de potência,e outros componentes eletrónicos de alta frequência e de alta potência.
• Aplicações de alta potência e alta frequência: O GaN em safira é essencial para aplicações que exigem alta potência e operação de alta frequência, como amplificadores de RF, comunicação por satélite e sistemas de radar.

Para especificações mais pormenorizadas do GaN no zafiro, incluindo propriedades elétricas, ópticas e mecânicas, consulte as secções seguintes.Esta visão geral detalhada destaca a versatilidade e capacidades avançadas do GaN em modelos Sapphire, tornando-os uma escolha ótima para uma ampla gama de aplicações de semicondutores.

Fotos:

Propriedades:

Propriedades elétricas:

1. Ampla banda:

   • GaN: aproximadamente 3,4 eV
   • Permite uma operação de alta tensão e um melhor desempenho em aplicações de alta potência.

2. Alta tensão de ruptura:

   • O GaN pode suportar altas tensões sem quebrar, tornando-o ideal para dispositivos de energia.

3. Alta mobilidade de elétrons:

   • Facilita o transporte rápido de elétrons, levando a dispositivos eletrônicos de alta velocidade.

Propriedades térmicas:

1. Alta condutividade térmica:

   • GaN: Aproximadamente 130 W/m·K
   • Sapphire: Aproximadamente 42 W/m·K
   • Eficiente dissipação de calor, crucial para dispositivos de alta potência.

2. Estabilidade térmica:

   • Tanto o GaN quanto o safiro mantêm suas propriedades a altas temperaturas, tornando-os adequados para ambientes adversos.

Propriedades ópticas:

1. Transparência:

   • O safiro é transparente na faixa UV a IR.
   • O GaN é tipicamente usado para emissão de luz azul para UV, importante para LEDs e diodos laser.

2. Índice de refração:

   • GaN: 2,4 a 632,8 nm
   • Safira: 1,76 a 632,8 nm
   • Importante para a concepção de dispositivos optoeletrônicos.

Propriedades mecânicas:

1. Dureza:

   • Safiro: 9 na escala de Mohs
   • Fornece um substrato durável que resiste a arranhões e danos.

2. Estrutura da rede:

   • O GaN tem uma estrutura cristalina de wurtzita.
   • O desajuste de rede entre GaN e safira é relativamente baixo (~ 16%), o que ajuda a reduzir defeitos durante o crescimento epitaxial.

Propriedades químicas:

1. Estabilidade química:
   • Tanto o GaN quanto o safiro são quimicamente estáveis e resistentes à maioria dos ácidos e bases, o que é importante para a confiabilidade e longevidade do dispositivo.

Essas propriedades destacam por que o GaN em safira é amplamente utilizado em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos modernos, oferecendo uma combinação de alta eficiência, durabilidade,e desempenho em condições exigentes.