GaN/Si HEMT-struktur

GaN har utmärkta fysikaliska egenskaper såsom hög genombrottsstyrka för elektriskt fält och hög värmeledningsförmåga, vilket gör det till ett idealiskt material för tillverkning av högfrekventa mikrovågsenheter och elektroniska enheter med hög effekt. Kvaliteten på GaN-epitaxialmaterial bestämmer prestandan hos transistorer med hög elektronmobilitet (HEMT). För närvarande framställs de vanligen använda GaN HEMT-enhetsmaterialen med hjälp av heteroepitaxiella metoder. De mest använda substratmaterialen för epitaxiell GaN HEMT-struktur är kisel, safir och SiC. Även om det finns betydande termiska och gitterfelmatchningar mellan kisel och GaN, använder vi fortfarande kiselbaserad epitaxiell GaN som huvudströmmen på grund av den mogna processen och låga kostnader. Ganwafer tillhandahåller GaN-on-Silicon HEMT wafers, med följande specifikation som exempel. Ytterligare 2DEG GaN HEMT wafers, vänligen besökhttps://www.ganwafer.com/product-category/gan-wafer/.

1. Si-baserad GaN HEMT-struktur

GANW230414 – HEMT

2. Inverkan av substratavvikelsevinkel på GaN-epitaxi

Ytmorfologin för GaN epitaxiella skikt odlade på 4° och 2° off-axis Si-substrat med orientering från vinkel för studerades och analyserade effekten av off-vinkel på ytmorfologin av GaN. Resultaten visade att överdriven avvikelsevinkel för substratkristallorientering kan orsaka stegliknande fluktuationer på ytan av det epitaxiella lagret. För substratkristallorienteringsavvikelse som är mindre än 2° finns det dock inga steg på ytan och ytfluktuationerna är relativt jämna. Att välja ett substrat med en avvikelsevinkel inom intervallet 0,5-1° för GaN HEMT-strukturtillväxt kan därför minska grovheten hos GaN-epitaxialskikten och dislokationerna.

3. Effekter av AlN Nucleation Layer för Si HEMT-struktur med GaN Epilayer

Det kommer att finnas en påverkan av tillväxtförhållandena för AlN-skiktet på kristallkvaliteten och stresstillståndet för GaN HEMT-epitaxin. Genom att justera N/Al-förhållandet fann man att ju mindre N/Al-förhållande desto bättre kvalitet på GaN-kristaller och desto mindre spänningstillstånd. Genom att justera TMAl-flödeshastigheten och NH3-flödeshastigheten separat, fann man att TMAl-flödeshastigheten, snarare än NH3-flödeshastigheten, påverkar kvaliteten på GaN-kristaller. Det finns ett optimalt värde för TMAl-flödeshastighet, vid vilken GaN-kristallkvaliteten i GaN-transistorstrukturen är den bästa och spänningen som finns i det epitaxiella lagret är den minsta.

Därför innebär justering av TMAl-flödeshastigheten främst att optimera tillväxthastigheten för AlN-buffertskiktet, och därigenom optimera kärnbildningsstorleken under GaN 2DEG HEMT-tillväxt och minska förekomsten av korngränser under sammanslagning, vilket minskar dragspänningen i GaN HEMT-epitaxialskiktet .

För mer information, kontakta oss via e-post på sales@ganwafer.com och tech@ganwafer.com.