0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

非极性氮化镓基半导体研究

要长高 来源:网络整理 作者:网络整理 2023-02-05 14:23 次阅读

氮化镓基化合物被认作用于高功率、高性能的光学器件或电子器件的重要材料。具体地讲,因为诸如GaN的第III族氮化物具有优异的热稳定性和直接跃迁能带结构,所以第III族氮化物作为用于可见光区域和紫外线区域的发光装置的材料近来引起许多注意。例如,在多种应用中已经利用使用InGaN的蓝色发光装置和绿色发光装置,例如,大型本色平板显示装置、交通灯、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统和光学通信工具。

然而,因为难以制造能够在其上生长第III族氮化物半导体层的同质基底,所以已经通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)在具有类似晶体结构的异质基底上生长第III族氮化物半导体层。对于异质基底,已经主要使用具有六角形结构的蓝宝石基底。具体地讲,因为GaN外延层趋向在c面方向生长,所以已经主要使用具有c面生长表面的蓝宝石基底。

生长在c面生长表面上的c面氮化镓基半导体层由于自发极化和压电极化而产生内电场,这降低了辐射复合率。为了防止这样的极化现象,正在进行对非极性或半极性氮化镓基半导体层的研究。

非极性氮化镓新趋势

非极性GaN材料尤其是m面GaN材料的制备研究已成为全球的研究热点。发展大尺寸、低成本和高性能的非极性GaN材料成为未来氮化物发光器件的重要趋势之一。

m面GaN作为其中最重要的一种非极性面GaN材料,被认为可以消除压电极化导致的氮化物发光器件辐射复合效率降低和发光波长蓝移等问题,在未来的半导体白光照明工程中具有重要应用前景。

氮化镓新技术突破

大阪大学成功研发了低成本N极性GaN技术,可将性能提升80%。最近,N极性氮化镓又有新的技术突破——日本住友电工开发了基于GaN单晶N极性HEMT器件

然而,常规制备方法如高压法、HVPE生长厚膜的m面切割以及LiAlO2上的外延等都存在衬底难于做到使用尺寸、价格过于昂贵、材料本身不稳定等因素的影响,不利于非极性LED、LD等的进一步发展。

GaN晶体广泛使用的是Ga极性,为了实现更高的输出和更高的频率,业界正在开发反向的HEMT结构,来增加器件设计的自由度,并可以抑制漏电流。

poYBAGPfSwOAQdTOAAKYFbhvc6s775.png

Ga极性和N极性的HEMT结构比较

但是,N极性单晶衬底的晶面存在缺陷,因此,在器件设计方面,开发HEMT结构需要解决高质量栅极绝缘膜的挑战挡层。

关于氮化镓(GaN)衬底的选择

对于GaN这样的Ⅲ族氮化物来说,其熔点将近 1700℃,因此很难从熔融的液相中生长出来,尽管科学家已经在生长高质量块状GaN单晶和氢化物气相外延GaN做了大量的研究,但由于成本高昂的关系,GaN依旧没有可用的的体块单晶,使用GaN同质外延目前是商业化不可行的。

目前 GaN 晶体的生长必须要在GaN以外的衬底上进行,主要包括蓝宝石、碳化硅(SiC)和硅(Si)等。

1、蓝宝石是目前使用最为普遍的一种衬底材料。特点是容易获得、价格适当、易于清洁和处理、在高温下具有很好的稳定性、可以大尺寸稳定生长。

2、目前用于氮化镓生长衬底就是SiC,它在市场上的占有率位居第二。它有许多突出的优点,如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光、其晶格常数和材料的热膨胀系数与GaN材料更为接近等,但不足方面也很突出,如价格太高、晶体质量难以达到蓝宝石那么好、机械加工性能比较差。

3、Si衬底具有价格低廉、容易解理、导电性好、导热性好等优点,而且能实现光电子器件和微电子器件的集成,因此在硅衬底上制备发光二极管是本领域里梦寐以求的一件事情。

文章整合自日本应用物理学杂志、国知局、第三代半导体风向、粉体圈

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 发光二极管
    +关注

    关注

    13

    文章

    1190

    浏览量

    66134
  • 氮化镓
    +关注

    关注

    59

    文章

    1600

    浏览量

    116051
  • GaN
    GaN
    +关注

    关注

    19

    文章

    1906

    浏览量

    72592
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    远山半导体氮化功率器件的耐高压测试

    氮化(GaN),作为一种具有独特物理和化学性质的半导体材料,近年来在电子领域大放异彩,其制成的氮化功率芯片在功率转换效率、开关速度及耐高
    的头像 发表于 10-29 16:23 169次阅读
    远山<b class='flag-5'>半导体</b><b class='flag-5'>氮化</b><b class='flag-5'>镓</b>功率器件的耐高压测试

    日本罗姆半导体加强与台积电氮化合作,代工趋势显现

    近日,日本功率器件大厂罗姆半导体(ROHM)宣布,将在氮化功率半导体领域深化与台积电的合作,其氮化
    的头像 发表于 10-29 11:03 248次阅读

    日本企业加速氮化半导体生产,力推电动汽车续航升级

    日本公司正积极投入大规模生产氮化(GaN)功率半导体器件,旨在提升电动汽车的行驶里程。尽管氮化与碳化硅(SiC)在电动汽车功率
    的头像 发表于 10-22 15:10 442次阅读

    氮化(GaN)的最新技术进展

    本文要点氮化是一种晶体半导体,能够承受更高的电压。氮化器件的开关速度更快、热导率更高、导通电阻更低且击穿强度更高。
    的头像 发表于 07-06 08:13 728次阅读
    <b class='flag-5'>氮化</b><b class='flag-5'>镓</b>(GaN)的最新技术进展

    晶湛半导体与Incize合作,推动下一代硅氮化的发展

    4月23日,在比利时新鲁汶的爱因斯坦高科技园区,晶湛半导体和 Incize 达成了一份战略合作备忘录,双方将在硅氮化外延技术的建模、仿真和测试方面进行深入的战略合作。
    的头像 发表于 05-06 10:35 388次阅读
    晶湛<b class='flag-5'>半导体</b>与Incize合作,推动下一代硅<b class='flag-5'>基</b><b class='flag-5'>氮化</b><b class='flag-5'>镓</b>的发展

    氮化是什么充电器类型

    氮化不是充电器类型,而是一种化合物。 氮化(GaN)是一种重要的半导体材料,具有优异的电学和光学特性。近年来,
    的头像 发表于 01-10 10:20 876次阅读

    氮化集成电路芯片有哪些

    、应用领域等方面。 背景介绍: 硅氮化集成电路芯片是在半导体领域中的一项重要研究课题。随着智能手机、物联网和人工智能等技术的快速发展,对
    的头像 发表于 01-10 10:14 794次阅读

    氮化芯片研发过程

    氮化芯片(GaN芯片)是一种新型的半导体材料,在目前的电子设备中逐渐得到应用。它以其优异的性能和特点备受研究人员的关注和追捧。在现代科技的进步中,
    的头像 发表于 01-10 10:11 961次阅读

    氮化芯片生产工艺有哪些

    氮化芯片是一种新型的半导体材料,由于其优良的电学性能,广泛应用于高频电子器件和光电器件中。在氮化芯片的生产工艺中,主要包括以下几个方面:
    的头像 发表于 01-10 10:09 1969次阅读

    氮化半导体属于金属材料吗

    氮化半导体并不属于金属材料,它属于半导体材料。为了满足你的要求,我将详细介绍氮化
    的头像 发表于 01-10 09:27 1918次阅读

    氮化芯片的应用及比较分析

    对目前市场上的几种主要氮化芯片进行比较分析,帮助读者了解不同型号芯片的特点和适用场景。 一、氮化芯片的基本原理 氮化
    的头像 发表于 01-10 09:25 1468次阅读

    氮化半导体芯片和芯片区别

    氮化半导体芯片(GaN芯片)和传统的硅半导体芯片在组成材料、性能特点、应用领域等方面存在着明显的区别。本文将从这几个方面进行详细介绍。 首先,氮化
    的头像 发表于 12-27 14:58 1286次阅读

    氮化半导体和碳化硅半导体的区别

    氮化半导体和碳化硅半导体是两种主要的宽禁带半导体材料,在诸多方面都有明显的区别。本文将详尽、详实、细致地比较这两种材料的物理特性、制备方法
    的头像 发表于 12-27 14:54 1560次阅读

    氮化是什么材料提取的 氮化是什么晶体类型

    氮化是什么材料提取的 氮化是一种新型的半导体材料,需要选用高纯度的金属和氨气作为原料提取,
    的头像 发表于 11-24 11:15 2681次阅读

    氮化芯片是什么?氮化芯片优缺点 氮化芯片和硅芯片区别

    氮化芯片具有许多优点和优势,同时也存在一些缺点。本文将详细介绍氮化芯片的定义、优缺点,以及与硅芯片的区别。 一、氮化
    的头像 发表于 11-21 16:15 5709次阅读