Что такое нитрид галлия?

Нитрид галлия - это бинарный полупроводник с прямой запрещенной зоной класса III / V, который хорошо подходит для мощных транзисторов, способных работать при высоких температурах. С 1990-х годов он широко используется в светодиодах (LED). Нитрид галлия излучает синий свет, используемый для чтения дисков в Blu-ray. Кроме того, нитрид галлия используется в полупроводниковых силовых устройствах, радиочастотных компонентах, лазерах и фотонике. В будущем мы увидим GaN в сенсорной технологии.

В 2006 году GaN-транзисторы с улучшенным режимом работы, иногда называемые полевыми транзисторами на основе GaN, начали изготавливаться путем выращивания тонкого слоя GaN на слое AIN стандартной кремниевой пластины с использованием химического осаждения из газовой фазы (MOCVD). Слой AIN действует как буфер между подложкой и GaN.
Этот новый процесс позволил производить транзисторы из нитрида галлия на тех же существующих заводах, что и кремний, с использованием почти тех же производственных процессов. Использование известного процесса обеспечивает аналогичные низкие производственные затраты и снижает препятствия для внедрения более мелких транзисторов с гораздо более высокими характеристиками.

Для дальнейшего объяснения, все полупроводниковые материалы имеют так называемую запрещенную зону. Это диапазон энергий твердого тела, в котором не могут существовать электроны. Проще говоря, ширина запрещенной зоны связана с тем, насколько хорошо твердый материал может проводить электричество. Нитрид галлия имеет ширину запрещенной зоны 3,4 эВ по сравнению с шириной запрещенной зоны кремния 1,12 эВ. Более широкая запрещенная зона нитрида галлия означает, что он может выдерживать более высокие напряжения и более высокие температуры, чем кремниевые MOSFET. Такая широкая запрещенная зона позволяет применять нитрид галлия в оптоэлектронных устройствах большой мощности и высокой частоты.

Способность работать при гораздо более высоких температурах и напряжениях, чем транзисторы на основе арсенида галлия (GaAs), также делает нитрид галлия идеальными усилителями мощности для микроволновых и терагерцовых (ThZ) устройств, таких как устройства формирования изображений и датчиков, рынок будущего, упомянутый выше. Технология GaN уже здесь, и она обещает сделать все лучше.

 


Время публикации: октябрь-14-2020