Struktur HEMT GaN/Si

GaN mempunyai sifat fizikal yang sangat baik seperti kekuatan medan elektrik pecahan yang tinggi dan kekonduksian terma yang tinggi, menjadikannya bahan yang ideal untuk mengarang peranti gelombang mikro frekuensi tinggi dan peranti elektronik berkuasa tinggi. Kualiti bahan epitaxial GaN menentukan prestasi transistor mobiliti elektron tinggi (HEMT). Pada masa ini, bahan peranti GaN HEMT yang biasa digunakan disediakan menggunakan kaedah heteroepitaxial. Bahan substrat yang paling biasa digunakan untuk struktur GaN HEMT epitaxial ialah silikon, nilam dan SiC. Walaupun terdapat ketidakpadanan terma dan kekisi yang ketara antara silikon dan GaN, kami masih menggunakan GaN epitaxial berasaskan silikon sebagai arus perdana kerana proses matang dan kos yang rendah. Ganwafer menyediakan wafer HEMT GaN-on-Silicon, mengambil spesifikasi berikut sebagai contoh. Wafer 2DEG GaN HEMT tambahan, sila lawatihttps://www.ganwafer.com/product-category/gan-wafer/.

1. Struktur GaN HEMT berasaskan Si

GANW230414 – HEMT

2. Pengaruh Sudut Sisihan Substrat pada Epitaksi GaN

Morfologi permukaan lapisan epitaxial GaN yang ditanam pada substrat Si luar paksi 4° dan 2° dengan orientasi sudut luar untuk dikaji, dan menganalisis kesan sudut luar pada morfologi permukaan GaN. Keputusan menunjukkan bahawa sudut sisihan orientasi kristal substrat yang berlebihan boleh menyebabkan turun naik langkah seperti pada permukaan lapisan epitaxial. Walau bagaimanapun, untuk sudut sisihan orientasi kristal substrat kurang daripada 2°, tiada langkah pada permukaan, dan turun naik permukaan adalah agak licin. Oleh itu, memilih substrat dengan sudut luar dalam julat 0.5-1° untuk pertumbuhan struktur GaN HEMT boleh mengurangkan kekasaran lapisan epitaxial GaN dan kehelan.

3. Kesan Lapisan Nukleasi AlN untuk Struktur Si HEMT dengan Epilayer GaN

Akan ada pengaruh keadaan pertumbuhan lapisan AlN pada kualiti kristal dan keadaan tegasan epitaksi GaN HEMT. Dengan melaraskan nisbah N/Al, didapati semakin kecil nisbah N/Al, semakin baik kualiti kristal GaN dan semakin kecil keadaan tegasan. Dengan melaraskan kadar aliran TMAl dan kadar aliran NH3 secara berasingan, didapati bahawa kadar aliran TMAl, bukannya kadar aliran NH3, mempengaruhi kualiti kristal GaN. Terdapat nilai optimum untuk kadar aliran TMal, di mana kualiti kristal GaN dalam struktur transistor GaN adalah yang terbaik dan tegasan yang terdapat dalam lapisan epitaxial adalah yang paling kecil.

Oleh itu, pelarasan kadar aliran TMAl terutamanya melibatkan pengoptimuman kadar pertumbuhan lapisan penimbal AlN, dengan itu mengoptimumkan saiz nukleasi semasa pertumbuhan GaN 2DEG HEMT dan mengurangkan berlakunya sempadan butiran semasa penggabungan, dengan itu mengurangkan tegasan tegangan dalam lapisan epitaxial GaN HEMT .

Untuk maklumat lebih lanjut, sila hubungi kami melalui e-mel di sales@ganwafer.com dan tech@ganwafer.com.