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氮化镓外延片技术

时间:2021-10-08 17:33:15

1.GaN on Si
  Si是第一代半导体材料,使用硅作为GaN衬底有着晶体质量高、尺寸大、成本低、导电性好、热稳定性好等优点。但是在Si衬底上生长GaN较为困难,因为这两者之间的热失配和晶格失配很大。热失配较大会导致晶体外延层生长后在降温过程中发生裂片,因为降温时外延层收到了较大的张应力。这种低适配性直接导致硅上无法直接长外延层,需要长多道缓冲层来过渡。在氮化镓层与Si衬底之间设置AlGaN/GaN多层的结构能够有效防止裂纹。


 
GaN on Si 结构


2.GaN on SiC
  宽带隙的SiC与GaN晶格失配较小。然而SiC衬底的缺点是价格昂贵、缺陷密度高、热失配也较大,由于SiC表面容易形成一种稳定的氧化物,阻止其分解和刻蚀,因此 SiC衬底在外延生长前的表面处理非常重要。同样GaN on SiC也需要解决应力失配造成的裂纹和翘曲问题。目前应力协变层和图形衬底技术较为常用。