Struktura GaN/Si HEMT

GaN má vynikající fyzikální vlastnosti, jako je vysoká průrazná síla elektrického pole a vysoká tepelná vodivost, což z něj činí ideální materiál pro výrobu vysokofrekvenčních mikrovlnných zařízení a výkonových elektronických zařízení. Kvalita epitaxních materiálů GaN určuje výkon tranzistorů s vysokou pohyblivostí elektronů (HEMT). V současnosti se běžně používané materiály zařízení GaN HEMT připravují pomocí heteroepitaxních metod. Nejčastěji používanými substrátovými materiály pro epitaxní strukturu GaN HEMT jsou křemík, safír a SiC. Přestože mezi křemíkem a GaN dochází k významným tepelným a mřížkovým nesouladům, stále používáme epitaxní GaN na bázi křemíku jako hlavní proud kvůli vyspělému procesu a nízké ceně. Ganwafer poskytuje GaN-on-Silicon HEMT wafery, přičemž jako příklad bere následující specifikace. Další 2DEG GaN HEMT destičky, navštivtehttps://www.ganwafer.com/product-category/gan-wafer/.

1. Struktura GaN HEMT na bázi Si

GANW230414 – HEMT

2. Vliv úhlu odchylky substrátu na GaN epitaxi

Byla studována povrchová morfologie epitaxních vrstev GaN narostlých na 4° a 2° mimo osu Si substrátů s úhlem orientace off a analyzován vliv off-angle na povrchovou morfologii GaN. Výsledky ukázaly, že nadměrný úhel odchylky orientace krystalu substrátu může způsobit skokovité fluktuace na povrchu epitaxní vrstvy. Avšak pro úhel odchylky orientace krystalu substrátu menší než 2° nejsou na povrchu žádné kroky a fluktuace povrchu jsou relativně hladké. Proto výběr substrátu s odchylkou v rozsahu 0,5-1° pro růst struktury GaN HEMT může snížit drsnost GaN epitaxních vrstev a dislokací.

3. Účinky nukleační vrstvy AlN pro strukturu Si HEMT s epivrstvou GaN

Bude ovlivněn vliv podmínek růstu vrstvy AlN na kvalitu krystalu a stav napětí GaN HEMT epitaxe. Úpravou poměru N/Al bylo zjištěno, že čím menší je poměr N/Al, tím lepší je kvalita krystalů GaN a menší stav napětí. Samostatnou úpravou průtoku TMAl a průtoku NH3 bylo zjištěno, že průtok TMAl spíše než průtok NH3 ovlivňuje kvalitu krystalů GaN. Pro průtok TMAl existuje optimální hodnota, při které je kvalita krystalu GaN ve struktuře tranzistoru GaN nejlepší a napětí přítomné v epitaxní vrstvě je nejmenší.

Úprava průtoku TMAl tedy zahrnuje především optimalizaci rychlosti růstu AlN pufrovací vrstvy, čímž se optimalizuje velikost nukleace během růstu GaN 2DEG HEMT a snižuje výskyt hranic zrn během slučování, čímž se snižuje tahové napětí v epitaxní vrstvě GaN HEMT .

Pro více informací nás prosím kontaktujte e-mailem na sales@ganwafer.com a tech@ganwafer.com.