GaN/Si HEMT Yapısı

GaN, yüksek parçalanma elektrik alan kuvveti ve yüksek termal iletkenlik gibi mükemmel fiziksel özelliklere sahiptir ve bu da onu yüksek frekanslı mikrodalga cihazları ve yüksek güçlü güç elektronik cihazlarının imalatı için ideal bir malzeme haline getirir. GaN epitaksiyel malzemelerinin kalitesi, yüksek elektron mobiliteli transistörlerin (HEMT'ler) performansını belirler. Günümüzde yaygın olarak kullanılan GaN HEMT cihazı malzemeleri heteroepitaksiyal yöntemler kullanılarak hazırlanmaktadır. Epitaksiyel GaN HEMT yapısı için en yaygın kullanılan substrat malzemeleri silikon, safir ve SiC'dir. Silikon ve GaN arasında önemli termal ve kafes uyumsuzlukları olmasına rağmen, olgun süreç ve düşük maliyet nedeniyle hala ana akım olarak silikon bazlı epitaksiyel GaN kullanıyoruz. Ganwafer, aşağıdaki spesifikasyonu örnek alarak GaN-on-Silicon HEMT wafer'lar sağlar. Ek 2DEG GaN HEMT gofretler, lütfen ziyaret edinhttps://www.ganwafer.com/product-category/gan-wafer/.

1. Si tabanlı GaN HEMT Yapısı

GANW230414 – HEMT

2. Substrat Sapma Açısının GaN Epitaksi Üzerindeki Etkisi

4° ve 2° eksen dışı Si substratları üzerinde büyütülen GaN epitaksiyel katmanlarının yüzey morfolojisi, oryantasyon için kapalı açı ile incelendi ve açı dışılığın GaN'nin yüzey morfolojisi üzerindeki etkisi analiz edildi. Sonuçlar, aşırı substrat kristal oryantasyon sapma açısının, epitaksiyel tabakanın yüzeyinde basamak benzeri dalgalanmalara neden olabileceğini gösterdi. Bununla birlikte, 2°'den daha az olan substrat kristal oryantasyon sapma açısı için, yüzeyde basamak yoktur ve yüzey dalgalanmaları nispeten düzgündür. Bu nedenle, GaN HEMT yapısının büyümesi için 0,5-1° aralığında bir kayma açısına sahip bir substratın seçilmesi, GaN epitaksiyel katmanlarının pürüzlülüğünü ve dislokasyonları azaltabilir.

3. AlN Çekirdeklenme Katmanının GaN Epilayer ile Si HEMT Yapısı İçin Etkileri

AlN tabakasının büyüme koşullarının, GaN HEMT epitaksinin kristal kalitesi ve stres durumu üzerinde bir etkisi olacaktır. N/Al oranını ayarlayarak, N/Al oranı ne kadar küçükse, GaN kristallerinin kalitesinin o kadar iyi ve stres durumunun o kadar küçük olduğu bulundu. TMAl akış hızını ve NH3 akış hızını ayrı ayrı ayarlayarak, GaN kristallerinin kalitesini NH3 akış hızından ziyade TMAl akış hızının etkilediği bulundu. GaN transistör yapısındaki GaN kristal kalitesinin en iyi olduğu ve epitaksiyel katmanda mevcut olan stresin en küçük olduğu TMAl akış hızı için optimal bir değer vardır.

Bu nedenle, TMAl akış hızının ayarlanması, temel olarak AlN tampon katmanının büyüme hızının optimize edilmesini, böylece GaN 2DEG HEMT büyümesi sırasında çekirdeklenme boyutunun optimize edilmesini ve birleşme sırasında tane sınırlarının oluşumunun azaltılmasını ve böylece GaN HEMT epitaksiyel katmanındaki gerilme stresinin azaltılmasını içerir. .

Daha fazla bilgi için lütfen adresinden bize e-posta gönderin sales@ganwafer.com ve tech@ganwafer.com.