GaN vom N-Typ auf Saphir, Silizium oder SiC-Vorlage

Beschreibung

1. Spezifikation des N-Typ-GaN/Saphir-Templates

1.1 4-Zoll-SI-dotierte GaN/Saphir-Substrate

Artikel	GANW-T-GaN-100-N
Dimension	100 ± 0,1 mm
Dicke	4,5 ± 0,5 μm
Ausrichtung von GaN	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur A-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus GaN	(1-100) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Conduction Typ	N-Typ
Widerstand (300K)	< 0,05 Ω·cm
Ladungsträgerkonzentration	>1x1018cm-3(≈Dotierungskonzentration)
Mobilität	~ 200cm2 / V·s
Versetzungsdichte	> 5 x 108 cm-2 (geschätzt durch FWHMs von XRD)
Struktur	4,5 ±0,5 μm GaN/~ 50 nm uGaN-Pufferschicht/650 ±25 μm Saphir
Ausrichtung von Saphir	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur M-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus Saphir	(11-20) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Oberflächenrauheit:	Vorderseite: Ra<0,5nm, epi-ready;
	Rückseite: geätzt oder poliert.
Nutzfläche	> 90 % (Ausschluss von Rand- und Makrofehlern)
Paket	jeweils in einem Wafer-Container, unter Stickstoffatmosphäre, verpackt in einem Reinraum der Klasse 100

 

1.2 4 Zoll undotierte GaN/Saphir-Substrate

Artikel	GANW-T-GaN-100-U
Dimension	100 ± 0,1 mm
Dicke	4,5 ± 0,5 μm
Ausrichtung von GaN	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur A-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus GaN	(1-100) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Conduction Typ	N-Typ
Widerstand (300K)	< 0,5 Ω·cm
Ladungsträgerkonzentration	<5x1017cm-3
Mobilität	~ 300cm2 / V·s
Versetzungsdichte	< 5 x 108 cm-2 (geschätzt durch FWHMs von XRD)
Struktur	4,5 ±0,5 μm GaN/~ 50 nm uGaN-Pufferschicht/650 ±25 μm Saphir
Ausrichtung von Saphir	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur M-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus Saphir	(11-20) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Oberflächenrauheit:	Vorderseite: Ra<0,5nm, epi-ready;
	Rückseite: geätzt oder poliert.
Nutzfläche	> 90 % (Ausschluss von Rand- und Makrofehlern)
Paket	jeweils in einem Wafer-Container, unter Stickstoffatmosphäre, verpackt in einem Reinraum der Klasse 100

 

1.3 2-Zoll-SI-dotierte GaN/Saphir-Substrate

Artikel	GANW-T-GaN-50-N
Dimension	50,8 ± 0,1 mm
Dicke	5 ±1 μm
Ausrichtung von GaN	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur A-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus GaN	(1-100) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Conduction Typ	N-Typ
Widerstand (300K)	< 0,05 Ω·cm
Ladungsträgerkonzentration	>1x1018cm-3(≈Dotierungskonzentration)
Mobilität	~ 200cm2 / V·s
Versetzungsdichte	> 5 x 108 cm-2 (geschätzt durch FWHMs von XRD)
Struktur	5 ±1 μm GaN/~ 50 nm uGaN-Pufferschicht/430 ±25 μm Saphir
Ausrichtung von Saphir	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur M-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus Saphir	(11-20) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Oberflächenrauheit:	Vorderseite: Ra<0,5nm, epi-ready;
	Rückseite: geätzt oder poliert.
Nutzfläche	> 90 % (Ausschluss von Rand- und Makrofehlern)
Paket	jeweils in einem Wafer-Container, unter Stickstoffatmosphäre, verpackt in einem Reinraum der Klasse 100

 

1.4 2 Zoll undotierte GaN/Saphir-Substrate

Artikel	GANW-T-GaN-50-U
Dimension	50,8 ± 0,1 mm
Dicke	5 ±1 μm
Ausrichtung von GaN	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur A-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus GaN	(1-100) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Conduction Typ	N-Typ
Widerstand (300K)	< 0,5 Ω·cm
Ladungsträgerkonzentration	<5X1017CM-3
Mobilität	~ 300cm2 / V·s
Versetzungsdichte	< 5 x 108 cm-2 (geschätzt durch FWHMs von XRD)
Struktur	5 ±1 μm GaN/~ 50 nm uGaN-Pufferschicht/430 ±25 μm Saphir
Ausrichtung von Saphir	C-Ebene (0001) Abweichungswinkel zur M-Achse 0,2 ±0,1°
Orientierungsfläche aus Saphir	(11-20) 0 ±0,2°, 16 ±1 mm
Oberflächenrauheit:	Vorderseite: Ra<0,5nm, epi-ready;
	Rückseite: geätzt oder poliert.
Nutzfläche	> 90 % (Ausschluss von Rand- und Makrofehlern)
Paket	jeweils in einem Wafer-Container, unter Stickstoffatmosphäre, verpackt in einem Reinraum der Klasse 100

 

1.5 Liste der N-Typ-GaN-auf-Silizium-Vorlage

Beschreibung	Art	Dotierstoff	Substrat	Größe	GaN-Dicke	Oberfläche
GaN-Template auf 4″-Siliziumwafer, GaN-Film	N-Typ	undotiert	Si(111)-Substrate	4 "	2um	einseitig poliert
GaN-Template auf 4″-Siliziumwafer, GaN-Film	N-Typ	Si dotiert	Si(111)-Substrate	4 "	2um	einseitig poliert
GaN-Template auf 2″-Siliziumwafer, GaN-Film	N-Typ	undotiert	Si(111)-Substrate	2 "	2um	einseitig poliert
GaN-Template auf 2″-Siliziumwafer, GaN-Film	N-Typ	Si dotiert	Si(111)-Substrate	2 "	2um	einseitig poliert

 

2. Detailspezifikation des GaN-auf-Silizium-Templates

2.1 4″ Durchmesser, N-Typ GaN auf Silizium

4″ Durchmesser, GaN auf Silizium (GaN auf Si)
Abmessung: 100 +/- 0,1 mm
GaN-Schichtdicke: 2um
GaN-Schicht Leitfähigkeit: n-Typ, Si-dotiert.
Struktur: GaN auf Silizium (111).
Dopingkonzentration: xxxcm-3
XRD(102)<xx arc.sec
XRD(002)<xx arc.sec
Einseitig poliert, epi-ready, Ra<0.5nm
Verpackung: Verpackt in einer Reinraumumgebung der Klasse 100, in einem einzigen Behälter, unter einer Stickstoffatmosphäre.

2.2 2″ Dia, Si-dotiertes GaN auf Silizium

GaN auf Silizium, 2 Zoll Durchmesser,

Dicke der GaN-Schicht: 1,8 um

GaN-Schicht: n-Typ, Si-dotiert.

Widerstand: <0,05 Ohm.cm

Struktur: GaN auf Silizium (111).

XRD(102) < 300 Bogensekunden

XRD(002) < 400 Bogensekunden

Einseitig poliert, Epi-bereit, Ra <0,5 nm

Trägerkonzentration: 5E17~5E18

2.2.1 Primärfläche von GaN auf Silizium

3. Spezifikation von GaN auf SiC-Template

2″ oder 4″ GaN auf 4H oder 6H SiC Substrat

1) Undotierter GaN-Puffer oder AlN-Puffer sind verfügbar;
2) n-Typ (Si-dotiert oder undotiert), p-Typ oder halbisolierende GaN-Epitaxieschichten verfügbar;
3) vertikale leitfähige Strukturen auf n-leitendem oder halbisolierendem SiC;
4) AlGaN – 20–60 nm dick, (20 %–30 % Al), Si-dotierter Puffer;
5) GaN n-Schicht auf 350 µm +/- 25 µm dickem 2"- oder 4"-Wafer.
6) Einseitig oder doppelseitig poliert, Epi-bereit, Ra<0.5um
7) Typischer Wert auf XRD:
Wafer-ID	Substrat ID	XRD (102)	XRD (002)	Dicke
#2153	X-70105033 (mit AlN)	298	167	679um

 

4. FWHM- und XRD-Bericht von GaN auf Saphir-Template

Ein Testbericht ist erforderlich, um die Übereinstimmung zwischen der kundenspezifischen Beschreibung und unseren endgültigen Waferdaten nachzuweisen. Wir werden die Wafer-Charakterisierung vor dem Versand mit Geräten testen, die Oberflächenrauheit mit einem Rasterkraftmikroskop, den Typ mit einem Roman Spectra-Instrument, den spezifischen Widerstand mit einem berührungslosen Widerstandsprüfgerät, die Mikrorohrdichte mit einem Polarisationsmikroskop, die Orientierung mit einem Röntgenausrichtungsgerät usw. testen Wafer erfüllen die Anforderung, wir reinigen und verpacken sie in einem Reinraum der Klasse 100, wenn die Wafer nicht der benutzerdefinierten Spezifikation entsprechen, nehmen wir sie ab.

Testprojekt: FWHM- und XRD-Projekt

Die Halbwertsbreite (FWHM) ist ein Ausdruck des Funktionsbereichs, der durch die Differenz zwischen zwei Extremwerten der unabhängigen Variablen gleich der Hälfte ihres Maximums gegeben ist. Mit anderen Worten, es ist die Breite der Spektralkurve, gemessen zwischen diesen Punkten auf der Y-Achse, die der Hälfte der maximalen Amplitude entspricht.

Unten ist ein Beispiel für FWHM und XRD von GaN auf einer Sapphire-Vorlage:

FWHM und XRD von GaN auf einer Sapphire-Vorlage

5. Niedertemperatur-PL-Spektren (bei 77 K) von GaN-Filmen, die auf verschiedenen Substraten gewachsen sind

Abbildung 1 zeigt ein Niedertemperatur-PL-Spektrum (bei 77 K) von GaN-Filmen, die auf verschiedenen Substraten gewachsen sind. PL-Spektren von GaN, das auf verschiedenen Substraten gewachsen ist, werden von der Emission nahe der Bandkante bei etwa 360 nm dominiert. Die volle Halbwertsbreite (FWHM) der auf den Proben A (4 nm) und B (8 nm) hergestellten GaN-Filme sind schmaler als die der auf den Proben C (10 nm) und D (13 nm) gewachsenen Filme, was darauf hinweist die geringe Defektdichte und hohe kristalline Qualität der GaN-Filme aufgrund ihrer geringeren Gitterfehlanpassung, was mit den XRD-Ergebnissen übereinstimmt. Ähnliche Trends des Gelbband-Emissionspeaks bei diesen Proben wurden ebenfalls beobachtet (Daten hier nicht gezeigt). Die gelbe Lumineszenz hängt mit Defekten auf tiefer Ebene in GaN zusammen.

Abbildung 1. Niedertemperatur-Photolumineszenz (PL)-Spektren (bei 77 K) von GaN-Filmen, die auf verschiedenen Substraten gewachsen sind. FWHM: volle Breite bei halbem Maximum

 

Anmerkung:
Die chinesische Regierung hat neue Beschränkungen für den Export von Galliummaterialien (wie GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs und GaSb) und Germaniummaterialien zur Herstellung von Halbleiterchips angekündigt. Ab dem 1. August 2023 ist der Export dieser Materialien nur noch erlaubt, wenn wir eine Lizenz des chinesischen Handelsministeriums erhalten. Hoffe auf ihr Verständnis!