Hjem > Udstilling > Indhold

GaN-viden 2

Sep 12, 2020

Introduktion af materiale (GaN)


Forskning og anvendelse af GaN-materiale er den nuværende grænse og det varme problem i øjeblikket global halvlederforskning og udvikling af mikroelektroniske enheder, optoelektroniske enheder er en ny type halvledermateriale, og med SIC, diamant og andre halvledermaterialer, kendt som Ge, er Si den første generation af halvledermaterialer, anden generation af GaAs, InP sammensatte halvledermaterialer efter tredje generation af halvledermaterialer.

Det har egenskaberne med bredt direkte båndgab, stærk atombinding, høj varmeledningsevne, god kemisk stabilitet (næsten fri for syrekorrosion) og stærk anti-bestrålingsevne og har et bredt udsigter til anvendelse af optoelektronik, høj temperatur høj -enheder og højfrekvente mikrobølgeenheder.


Materielle egenskaber

De kemiske egenskaber ved GaN ved stuetemperatur er uopløselig i vand, syre og base, men opløses i meget langsom hastighed i en varm alkaliopløsning.

NaOH, H2SO4 og H3PO4 kan korrodere dårlig GaN hurtigt og kan bruges til påvisning af defekter af disse GaN-krystaller af lav kvalitet.

GaN er ustabil ved høj temperatur under HCL eller H2-gas, mens den er mest stabil under N2-gas.


De strukturelle egenskaber

GaN har to hovedkrystalstrukturer, henholdsvis wurtzite og sphalerite.


Elektriske egenskaber

Den elektriske egenskab ved GaN er den vigtigste faktor, der påvirker enheden.

Den utilsigtet doterede GaN er n-type under forskellige betingelser, og elektronkoncentrationen af ​​den bedste prøve er ca. 4 × 1016 / cm3.

Generelt er p-type prøver fremstillet stærkt kompenseret.

Mange forskningsgrupper har været involveret i dette felt. Zhongcun rapporterede, at de maksimale mobilitetsdata for GaN ved stuetemperatur og flydende nitrogen var henholdsvis n=600 cm2 / V · s og n=1500 cm2 / v · s, og den tilsvarende bærerkoncentration var n=4 × 1016 / cm3 og n=8 × 1015 / cm3.

Den rapporterede elektronkoncentration af MOCVD GaN-laget i de senere år er 4 × 1016 / cm3& LT.

1016 / cm3;

Resultaterne af plasmaaktivering af MBE var 8 × 103 / cm3 og& lt.

1017 / cm3.

Udoperet bærerkoncentration kan kontrolleres i intervallet 1014 ~ 1020 / cm3.

Derudover kan dopingkoncentrationen styres inden for området 1011 ~ 1020 / cm3 gennem dopingproces af P-typen og Mg-energi med lav energi-strålebestråling eller termisk annealingbehandling.


De optiske egenskaber

Folk er opmærksomme på egenskaberne ved GaN og sigter mod dens anvendelse i blåt lys og lilla lysemitterende enheder.

Maruska og Tietjen målte først nøjagtigt den direkte mellemrumsenergi af GaN ved 3,39 eV.

Flere grupper har undersøgt afhængigheden af ​​GaN-båndgab på temperatur. Pankove et al. estimeret en empirisk formel for båndgabstemperaturkoefficient: dE / dT=-6,0 × 10-4eV / k.

Monemar fastslog, at det grundlæggende båndgab var 3,503eV ± 0,0005eV og ved 1,6 kT var det f.eks = 3,503+ (5,08 × 10-4T2) / (T-996) eV.

Derudover har mange mennesker studeret de optiske egenskaber ved GaN.


Et overblik

GaN er ekstremt stabile forbindelser, det er det hårde materiale med højt smeltepunkt, smeltepunkt er 1700 ℃, GaN har en høj grad af ionisering, er blandt de højeste i Ⅲ - Ⅴ klanforbindelser (0,5 eller 0,43).

Under atmosfærisk tryk er GaN-krystaller normalt sekskantet wurtzit.

Den har fire atomer i en celle, omtrent halvdelen af ​​GaAs størrelse.

På grund af sin høje hårdhed er det et godt belægningsbeskyttelsesmateriale.


Det største problem

Fordi GaN er en halvleder med et bredt bånd, med for stor polaritet, er det vanskeligt at opnå god ohmsk metal-halvlederkontakt gennem høj doping, hvilket er et vanskeligt problem ved GaN-enhedsproduktion. Derfor er ydelsen af ​​GaN-enheder ofte relateret til produktionsresultatet af ohmsk kontakt.

Nu er en bedre løsning at bruge heterojunction, lad først hulbredden gradvist blive mindre og derefter bruge høj doping for at opnå ohmsk kontakt, men denne proces er mere kompleks.

Kort sagt, ohmsk kontakt er et stort problem, der skal løses i fremstillingen af ​​GaN-enheder.