Стремительное развитие приборов на основе нитрида галлия пошатнуло устоявшееся мнение о требованиях к материалам

Стремительное развитие приборов на основе нитрида галлия пошатнуло устоявшееся мнение о требованиях к материалам для успешного изготовления приборов для микро- и оптоэлектроники. До недавнего времени не было случаев коммерциализации полупроводниковых пленок, использующих исключительно гетероэпитаксиальные материалы. Считалось, что индустрия требует исключительно низкодефектные пленки с плотностью дефектов менее 106 см-2, поэтому в промышленности использовались лишь объемные подложки. Однако, недавно было обнаружено, что светоиспукающие диоды на основе нитрида галлия (GaN), выращенного на сапфире, демонстрируют прекрасную люминесцентную способность, несмотря на то, что концентрация дефектов в этом случае примерно 1010 см-2. Дело в том, что в отличие от подавляющего большинства полупроводников, дислокации в GaN не приводят к быстрой деградации оптических и электрических свойств. Таким образом, сапфир был и остается основной подложкой для нитрид-галлиевой электроники.

Высокая плотность дислокаций если и не сказывается на работе слаботочных светодиодов, то становится весьма существенной при изготовлении более сложных приборов, таких как лазеры, диодные лазеры, сильноточные диоды и транзисторы, приборы с большой рабочей областью и т.д. Следовательно, хотя сапфир и является весьма универсальной подложкой для нитрид-галлиевой электроники, его свойства устанавливают предел качества получаемого нитрида галлия, причем довольно низкий. Поэтому, в настоящее время идут исключительно интенсивные поиски новых материалов для эпитаксии GaN, которые лучше согласовывались бы с GaN по своей решетке, тепловым и электрическим свойствам.

Физические свойства GaN делают его перспективным полупроводником для многих электронных  и оптикоэлектронных приборов. Его широкая, прямая запрещенная зона является идеальной для коротковолновых эмиттеров (светодиоды и диодные лазеры) и детекторов. Широкая запрещенная зона и хорошая термическая устойчивость GaN незаменимы при изготовлении высокотемпературных и сильноточных приборов. Нитрид галлия формирует твердые растворы как с нитридом алюминия (A1N), так и с нитридом индия (InN), делая возможной очень широкую область запрещенной энергетической зоны (1.9-6.2 эВ). Эта способность формировать твердые растворы играет ключевую роль

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector