غان على الزعفرة غان إيباتاكسي قالب على الزعفرة 2 بوصة 4 بوصة 6 بوصة 8 بوصة

غان على الزعفرة غان إيباتاكسي قالب على الزعفرة 2 بوصة 4 بوصة 6 بوصة 8 بوصة

ملخص:

نتريد الغاليوم (GaN) على قوالب البيتاكسي الزعفري هي مواد متطورة متوفرة في أشكال النوع N أو النوع P أو شبه العازلة.هذه القوالب مصممة لإعداد الأجهزة الألكترونية النظرية والإلكترونية المتقدمةجوهر هذه القوالب هي طبقة غان إبيتاكسيال المزروعة على رصيف الزهور،مما يؤدي إلى هيكل مركب يستفيد من الخصائص الفريدة لكلا المواد لتحقيق أداء متفوق.

الهيكل والتكوين:

1. نتريد الغاليوم (GaN) الطبقة القاعية:

   • فيلم رقيق من بلور واحد: طبقة GaN هي فيلم رقيق بلوري واحد ، والذي يضمن نقاء عالية وجودة بلورية ممتازة. هذه الخصائص ضرورية للحد من العيوب والانحرافات ،وبالتالي تحسين أداء الأجهزة المصنعة على هذه النماذج.
   • الخصائص المادية: يشتهر GaN بفجوة النطاق العريضة (3.4 eV) ، وتحرك الإلكترونات العالي ، والقيادة الحرارية العالية. هذه الخصائص تجعله مثاليًا لتطبيقات الطاقة العالية والوتيرة العالية ،وكذلك للأجهزة التي تعمل في بيئات قاسية.

2. أساس الزعفران:

   • القوة الميكانيكية: الزعفر (Al2O3) هو مادة قوية بقوة ميكانيكية استثنائية ، والتي توفر أساسا مستقرا ودائمة لطبقة GaN.
   • الاستقرار الحراري: يمتلك الزفير خصائص حرارية ممتازة ، بما في ذلك التوصيل الحراري العالي والاستقرار الحراري ،والتي تساعد في تبديد الحرارة المولدة أثناء تشغيل الجهاز والحفاظ على سلامة الجهاز عند درجات الحرارة العالية.
   • الشفافية البصرية: الشفافية من الياقوت في النطاق فوق البنفسجي إلى الأشعة تحت الحمراء تجعلها مناسبة للتطبيقات الإلكترونية الضوئية ، حيث يمكن أن تكون بمثابة رصيف شفاف لإصدار أو الكشف عن الضوء.

أنواع GaN على قوالب الزفير:

1. GaN من النوع N:

   • المنشطات والقيادة: يتم تزويد GaN من النوع N بعناصر مثل السيليكون (Si) لإدخال الإلكترونات الحرة ، مما يعزز موصلاته الكهربائية.يستخدم هذا النوع على نطاق واسع في أجهزة مثل الترانزستورات عالية الحركة الإلكترونية (HEMT) والديودات المُصدرة للضوء (LED)، حيث تركيز الكترونات العالية أمر حاسم.

2. GaN من النوع P:

   • الدوبينغ والقيادة في الثقوب: يتم تزويد GaN من النوع P بعناصر مثل المغنيسيوم (Mg) لإدخال ثقوب (حاملات الشحن الإيجابي). GaN من النوع P ضروري لإنشاء وصلات p-n ،والتي هي وحدات بناء العديد من أجهزة أشباه الموصلات، بما في ذلك المصابيح الضوئية وديودات الليزر.

3. GaN شبه عازل:

   • انخفاض قدرة الطفيليات: يستخدم GaN شبه العازل في التطبيقات التي يكون فيها تقليل سعة الطفيليات وتيارات التسرب أمرًا حاسمًا. هذا النوع مثالي للأجهزة الإلكترونية عالية التردد والقوة العالية ،ضمان الأداء المستقر والكفاءة.

عمليات التصنيع:

1. الترسب البطيني:

   • ترسب البخار الكيميائي المعدني العضوي (MOCVD): تستخدم هذه التقنية عادة لزراعة طبقات GaN عالية الجودة على أسطوانات الزفير. يسمح MOCVD بالتحكم الدقيق في سمك الفيلم وتكوينه ومستويات التنظيم ،مما يؤدي إلى طبقات موحدة وخالية من العيوب.
   • إبتاكسي الشعاع الجزيئي (MBE): طريقة أخرى لزراعة طبقات GaN ، MBE تقدم تحكمًا ممتازًا على المستوى الذري ، وهو مفيد للبحث والتطوير في هياكل الأجهزة المتقدمة.

2. الانتشار:

   • تعاطي المنشطات المسيطر عليها: تستخدم عملية الانتشار لإدخال الدوبانتات في مناطق محددة من طبقة GaN ، وتعديل خصائصها الكهربائية لتتناسب مع متطلبات الجهاز المختلفة.

3. زرع الأيونات:

   • المنشطات الدقيقة وإصلاح الأضرار: زرع الأيونات هو تقنية لإدخال الدوبانتات بدقة عالية.غالباً ما يستخدم التسخين بعد الزرع لإصلاح أي ضرر ناجم عن عملية الزرع وتفعيل المواد المضادة.

الخصائص الخاصة:

• النماذج غير المتعلقة بالبيانات المالية: تم تصميم هذه القوالب لاستخدامها جنبا إلى جنب مع رقائق PS للجولات المستوية ، والتي يمكن أن تساعد في تحقيق قياسات انعكاس أكثر وضوحًا.هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في مراقبة الجودة وتحسين الأجهزة الإلكترونية الضوئية.
• عدم تطابق الشبكة المنخفضة: عدم تطابق الشبكة بين GaN والزامير منخفض نسبيًا ، مما يقلل من عدد العيوب والانحرافات في الطبقة الشوكية.هذا يؤدي إلى جودة أفضل للمواد وتحسين أداء الأجهزة النهائية.

التطبيقات:

• أجهزة البصريات الإلكترونية: تستخدم قوالب GaN على الزفير على نطاق واسع في مصابيح LED وديودات الليزر وأجهزة الكشف الضوئي. إن الكفاءة العالية والإضاءة العالية لمصابيح LED القائمة على GaN تجعلها مثالية للإضاءة العامة ، وإضاءة السيارات ،وتقنيات العرض.
• الأجهزة الإلكترونية: تحرك الكترونات العالي والاستقرار الحراري لـ GaN يجعله مناسبًا لترانزستورات تحرك الكترونات العالية (HEMT) ، ومضخات الطاقة ،ومكونات إلكترونية أخرى عالية التردد وعالية الطاقة.
• تطبيقات الطاقة العالية و الترددات العالية: غان على الزعفران أمر ضروري للتطبيقات التي تتطلب طاقة عالية وتشغيل عالية التردد ، مثل مكبرات RF والاتصالات الفضائية وأنظمة الرادار.

لمزيد من المواصفات التفصيلية لـ GaN على الزفير ، بما في ذلك الخصائص الكهربائية والبصرية والميكانيكية ، يرجى الرجوع إلى الأقسام التالية.هذه المراجعة التفصيلية تسلط الضوء على تنوع وقدرات متقدمة من GaN على قوالب الزفير، مما يجعلها خياراً مثالياً لمجموعة واسعة من تطبيقات أشباه الموصلات.

الصور:

الخصائص:

خصائص كهربائية:

1. فجوة واسعة

   • GaN: حوالي 3.4 eV
   • يسمح للعمل عالية الجهد وأداء أفضل في تطبيقات عالية الطاقة.

2. الجهد العالي للقطع:

   • يمكن لـ GaN تحمل الجهد العالي دون انهيار ، مما يجعلها مثالية لأجهزة الطاقة.

3. حركة الكترونات العالية:

   • يسهل نقل الإلكترونات بسرعة، مما يؤدي إلى أجهزة إلكترونية عالية السرعة.

الخصائص الحرارية:

1. سلكية حرارية عالية:

   • GaN: حوالي 130 W/m·K
   • الزعفر: حوالي 42 واط/م.ك.
   • تبديد الحرارة الفعال، أمر حيوي لأجهزة عالية الطاقة.

2. الاستقرار الحراري:

   • يحافظ كل من GaN والزامير على خصائصهما عند درجات الحرارة العالية ، مما يجعلهما مناسبين للبيئات القاسية.

الخصائص البصرية:

1. الشفافية

   • الزعفر شفاف في نطاق الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء
   • يستخدم GaN عادةً لإنبعاث الضوء الأزرق إلى الأشعة فوق البنفسجية ، وهو أمر مهم للضوئيات المضيئة والديودات الليزر.

2. مؤشر الانكسار:

   • GaN: 2.4 عند 632.8 nm
   • الزعفر: 1.76 عند 632.8 نانومتر
   • مهمة لتصميم الأجهزة الإلكترونية الضوئية

الخصائص الميكانيكية:

1. صلابة:

   • الزعفر: 9 على مقياس موهز
   • يوفر رصيفاً متيناً يقاوم الخدش والضرر

2. هيكل الشبكة:

   • غان لديه بنية بلورية من الورتزيت.
   • عدم تطابق الشبكة بين GaN والزامير منخفض نسبيًا (~ 16٪) ، مما يساعد في تقليل العيوب أثناء النمو البصري.

الخصائص الكيميائية:

1. الاستقرار الكيميائي:
   • كل من GaN والزامير مستقرة كيميائيا ومقاومة لمعظم الأحماض والقواعد ، وهو أمر مهم لموثوقية الجهاز وطول العمر.

هذه الخصائص تسلط الضوء على سبب استخدام GaN على الزعفرة على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية والبصرية الحديثة ، مما يوفر مزيجا من الكفاءة العالية ، والمتانة ،و الأداء في ظروف صعبة.