Τι είναι το Gallium Nitride;

Το Gallium Nitride είναι ένας δυαδικός ημιαγωγός άμεσης ζώνης III / V που είναι κατάλληλος για τρανζίστορ υψηλής ισχύος ικανά να λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Από τη δεκαετία του 1990, χρησιμοποιείται συνήθως σε διόδους εκπομπής φωτός (LED). Το νιτρίδιο του γαλλίου εκπέμπει ένα μπλε φως που χρησιμοποιείται για ανάγνωση δίσκων σε Blu-ray. Επιπλέον, το νιτρίδιο του γαλλίου χρησιμοποιείται σε συσκευές ισχύος ημιαγωγών, εξαρτήματα RF, λέιζερ και φωτονική. Στο μέλλον, θα δούμε το GaN στην τεχνολογία αισθητήρων.

Το 2006, τα τρανζίστορ GaN σε λειτουργία ενίσχυσης, που μερικές φορές αναφέρονται ως GaN FETs, άρχισαν να κατασκευάζονται αναπτύσσοντας ένα λεπτό στρώμα GaN στο στρώμα AIN ενός τυπικού δίσκου πυριτίου με χρήση απόθεσης οργανικών χημικών ατμών μετάλλων (MOCVD). Το στρώμα AIN δρα ως ρυθμιστικό μεταξύ του υποστρώματος και του GaN.
Αυτή η νέα διαδικασία επέτρεψε στα τρανζίστορ νιτριδίου του γαλλίου να είναι παραγωγικά στα ίδια υπάρχοντα εργοστάσια με το πυρίτιο, χρησιμοποιώντας σχεδόν τις ίδιες διαδικασίες παραγωγής. Χρησιμοποιώντας μια γνωστή διαδικασία, αυτό επιτρέπει παρόμοιο, χαμηλό κόστος κατασκευής και μειώνει το εμπόδιο στην υιοθέτηση μικρότερων τρανζίστορ με πολύ βελτιωμένη απόδοση.

Για να εξηγήσουμε περαιτέρω, όλα τα υλικά ημιαγωγών έχουν αυτό που ονομάζεται χάσμα ζώνης. Αυτό είναι ένα ενεργειακό εύρος σε ένα στερεό όπου δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια. Με απλά λόγια, ένα χάσμα συνδέεται με το πόσο καλά ένα στερεό υλικό μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό. Το νιτρίδιο του γαλλίου έχει διάκενο 3,4 eV, σε σύγκριση με το εύρος ζώνης 1,12 eV του σιλικόνης. Το ευρύτερο διάκενο ζώνης του Gallium nitride σημαίνει ότι μπορεί να διατηρήσει υψηλότερες τάσεις και υψηλότερες θερμοκρασίες από τα MOSFET πυριτίου. Αυτό το μεγάλο εύρος ζώνης επιτρέπει το νιτρίδιο του γαλλίου να εφαρμόζεται σε οπτικοηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας.

Η ικανότητα λειτουργίας σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες και τάσεις από τα τρανζίστορ αρσενιδίου γαλλίου (GaAs) καθιστά επίσης το νιτρίδιο του γαλλίου ιδανικό ενισχυτή ισχύος για συσκευές μικροκυμάτων και terahertz (ThZ), όπως απεικόνιση και ανίχνευση, τη μελλοντική αγορά που αναφέρεται παραπάνω. Η τεχνολογία GaN είναι εδώ και υπόσχεται να κάνει τα πάντα καλύτερα.

 


Ώρα μετά: 14 Οκτ -2020