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2023-02-15
O material de terceira geração do semicondutor tem as vantagens materiais do desempenho que não podem ser comparadas com os materiais do silicone. A julgar pelas características da largura de banda, da condutibilidade térmica, do campo elétrico da divisão e das outras características que determinam o desempenho do dispositivo, o semicondutor de terceira geração é melhor do que aquele de materiais do silicone. Consequentemente, a introdução do semicondutor de terceira geração pode bem resolver os defeitos de materiais do silicone hoje e melhorar o dispositivo. Aqueça a dissipação, perda da condução, alta temperatura, a alta frequência e outras características são sabidas como um motor novo em indústrias da ótica eletrónica e da microeletrônica.
Entre eles, GaN tem a aplicação larga e é considerado para ser um dos materiais os mais importantes do semicondutor após o silicone. Comparado com os dispositivos de poder silicone-baseados amplamente utilizados presentemente, os dispositivos de poder de GaN têm uma força de campo elétrico crítica mais alta, abaixam a resistência do aberto-estado, e uma frequência de comutação mais rápida, que possa conseguir uma eficiência e um trabalho mais altos de sistema em altas temperaturas.
Dificuldades da epitaxia homogênea
Como uma carcaça, GaN é naturalmente o material o mais apropriado da carcaça para crescer como um filme epitaxial de GaN. O crescimento epitaxial homogêneo pode fundamentalmente resolver o problema da má combinação da estrutura e da má combinação térmica encontradas pelo uso de materiais heterogêneos da carcaça, minimiza o esforço causado por diferenças nas propriedades entre materiais durante o processo do crescimento, e pode crescer uma camada epitaxial de alta qualidade de GaN que não possa ser comparada com a carcaça heterogênea. Por exemplo, as folhas epitaxial do nitreto de alta qualidade do gálio podem ser crescidas com nitreto do gálio como uma carcaça. A densidade interna do defeito pode ser reduzida ao um-milésima da folha epitaxial com carcaça da safira, que pode eficazmente reduzir a temperatura de junção do diodo emissor de luz e aumentar o brilho pela área de unidade em mais de 10 vezes.
GaN foi sintetizado primeiramente em 1932, quando o nitreto do gálio foi sintetizado de NH3 e do metal puro GA. Desde então, embora houvesse muitos estudos positivos em materiais monocrystalline do nitreto do gálio, porque GaN não pode ser derretido na pressão atmosférica, ele seja decomposto em GA e no N2 na alta temperatura, e na pressão da decomposição em seu ponto de derretimento (2300°C) são tão alto quanto 6GPa. É difícil para o equipamento atual do crescimento suportar tal alta pressão no ponto de derretimento de GaN. Consequentemente, o método tradicional do derretimento não pode ser usado para o crescimento de monocristal de GaN, epitaxia tão heterogênea pode somente ser selecionado em outras carcaças. Presentemente, os dispositivos GaN-baseados são baseados principalmente nas carcaças heterogêneas (silicone, carboneto de silicone, safira, etc.), fazendo o desenvolvimento de únicas carcaças de cristal de GaN e os dispositivos epitaxial homogêneos retardam-se atrás a aplicação de dispositivos epitaxial heterogêneos.
Diversos materiais da carcaça
Safira
A safira (α-Al2O3), igualmente conhecida como o corindo, é o material o mais comercialmente usado da carcaça do diodo emissor de luz, ocupando uma grande parte do mercado da carcaça do diodo emissor de luz. No uso adiantado, a carcaça da safira reflete suas vantagens originais. O filme de GaN crescido é comparável à densidade de deslocação do filme crescido sic na carcaça, e a safira é crescida pela tecnologia do derretimento. O processo é mais maduro. Pode obter um cristal mais barato, maior do tamanho e o de alta qualidade único, que seja apropriado para o desenvolvimento industrial. Consequentemente, é o material o mais adiantado e o mais amplamente utilizado da carcaça na indústria do diodo emissor de luz.
Carboneto de silicone
O carboneto de silicone é um material do semicondutor do grupo IV-IV, que seja atualmente um segundo único material da carcaça do diodo emissor de luz da safira na parte de mercado. Tem sic uma variedade de tipos de cristal, que podem ser divididos em três categorias: cúbico (como 3C-SiC), sextavado (como 4H-SiC) e diamante (tal como 15R-SiC). A maioria de cristais são 3C, 4H e 6H, de que 4H e 6H-SiC são usados principalmente como carcaças de GaN.
O carboneto de silicone é muito apropriado para ser uma carcaça do diodo emissor de luz. Contudo, devido ao crescimento de alta qualidade, cristal sic único do grande-tamanho é difícil, e é sic uma estrutura mergulhada, que seja fácil ao cleate, e o desempenho fazendo à máquina é pobre. É fácil introduzir defeitos da etapa na superfície da carcaça, que afeta a qualidade da camada epitaxial. O preço sic da carcaça do mesmo tamanho é dezenas de vezes aquele da carcaça da safira, e o preço alto limita sua aplicação em grande escala.
Silicone Monocrystalline
O material do silicone é o material o mais amplamente utilizado e o mais maduro do semicondutor presentemente. Devido à maturidade alta da tecnologia monocrystalline do crescimento do material do silicone, é fácil obter 6-12 polegadas) ea de alta qualidadea carcaça barata, grande do tamanho (, que pode extremamente reduzir o custo do diodo emissor de luz. Além disso, porque o silicone monocrystalline foi amplamente utilizado no campo da microeletrônica, a integração direta de microplaquetas e de circuitos integrados do diodo emissor de luz pode ser realizada usando a carcaça de silicone monocrystalline, que é conducente à miniaturização de dispositivos do diodo emissor de luz. Além, comparado com a carcaça a mais amplamente utilizada do diodo emissor de luz, a safira, silicone monocrystalline tem algumas vantagens no desempenho: a condutibilidade térmica alta, boa condutibilidade elétrica, estruturas verticais pode ser preparada, e é mais apropriada para a preparação de alta potência do diodo emissor de luz.
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