Области применения пластин SiC и GaN в основном делятся на электронное силовое поле, радиочастотное поле, оптоэлектронное поле и другие области. Среди них наиболее важными приложениями являются электронное силовое поле и радиочастотное поле, и преимущества использования материала SiC очевидны. Эти две области были представлены ранее, и технологии изготовления полупроводниковых пластин из GaN и SiC для оптоэлектронных устройств будут обсуждаться в следующей части.
1. Производство полупроводниковых пластин с точки зрения Свечение
Прежде всего, приступим к этапам изготовления полупроводниковой пластины с люминесценции. Полупроводники имеют запрещенную зону, которая может использоваться для излучения лазерного излучения.
Практический лазер состоит из трех элементов: источника накачки, рабочего тела и резонатора. Источник накачки подобен источнику питания, дающему рабочему материалу энергию для излучения лазерного излучения; резонансная полость позволяет совмещать лазеры для получения света большей мощности; но ядро - это рабочий материал - уровень энергии, на котором может быть достигнута структура инверсии населенности.
Необходимо иметь возможность добиться инверсии населенностей, потому что лазер - это разновидность вынужденного излучения. Существуют и другие переходные процессы на этапах обработки полупроводниковых пластин. Только когда процесс стимулированного излучения достаточен, может отображаться лазер. Другие процессы включают спонтанное излучение, релаксацию и другие процессы.
Для достижения инверсии населенности общая структура энергетических уровней представляет собой трехуровневую структуру. Таким образом, можно контролировать различные процессы между уровнями энергии.
Например, реализация лазера. Электрон перекачивается с уровня низкой энергии на уровень высокой энергии через источник накачки; электрон нестабилен на высоком энергетическом уровне, электроны останавливаются на промежуточном энергетическом уровне, добавляя относительно стабильный промежуточный энергетический уровень. Когда электронов достаточно, свет будет очень сильным; Под действием резонансной полости он непрерывно усиливается, то есть свет усиливается стимулированным излучением - лазером.
2. Анализ случая дляПолупроводниковая пластина Изготовление на оптоэлектронные устройства
Для достижения выходной мощности лазера 1300 нм (1,3 мкм) был изготовлен полупроводниковый лазер. Для метода изготовления полупроводниковой пластины требуемый лазер выводится через InAs 0,954 эВ, и изменение энергии преобразуется в электрическую энергию в GaAs, а затем выходной лазер, наконец, преобразуется в выходной лазер InAs.
Весь процесс производства полупроводниковых пластин GaAs (рисунок выше), во-первых, лежит основная структура:
GaAs и AlGaAs расположены поочередно и достаточно тонкие, чтобы образовать сверхрешетку. Введение элемента Al позволяет регулировать уровень энергии GaAs от 1,424 эВ до 2,168 эВ, и может быть получен соответствующий высокий уровень энергии. GaAs используется как средний уровень энергии для вывода лазера накачки. Под действием электричества электроны непрерывно перекачиваются на высокий энергетический уровень AlGaAs, а затем прыгают вниз со среднего энергетического уровня GaAs.
Затем это верхняя структура:
Выходная мощность лазера достигается за счет подготовки размера InAs к нанометровому уровню, что увеличивает его запрещенную зону с 0,354 эВ до 0,954 эВ (0,954 эВ = 1240 нм · эВ / 1300 нм), что делает его хорошим промежуточным уровнем энергии. Источником накачки является GaAs-лазер, полученный через расположенную ниже сверхрешетку. Под действием лазера, генерируемого GaAs, электроны непрерывно накачиваются на высокий энергетический уровень GaAs, а затем прыгают вниз со среднего энергетического уровня InAs.
3. GaN и люминесценция.
Поглощенные фотоны люми. Чтобы добиться этого более удобно, обычно используемый энергетический уровень имеет структуру с прямой запрещенной зоной.
Фактически, в дополнение к вышеупомянутым светящимся GaAs и InP, полупроводниковый материал третьего поколения GaN также имеет прямую запрещенную зону. Данные обычных полупроводников показаны в таблице ниже:
| Материал | ширина зазора | Тип запрещенной зоны | Напряженность поля пробоя МВ / см |
Электронная миграция
ставка |
Миграция отверстия
ставка |
Скорость дрейфа насыщенных электронов 107см / с |
Теплопроводность Вт / (см-К) |
Статическая диэлектрическая проницаемость | Твердость | |
| Первое поколение | си | 1.12 | косвенный | 0.3 | 1600 | 430 | 1 | 1.48 | 11.9 | 7 |
| Ge | 0.67 | косвенный | 0.1 | 3900 | 1900 | 0.6 | 16.0 | 6.0 | ||
| Второе поколение | GaAs | 1.42 | непосредственный | 0.4 | 8500 | 400 | 1.3 | 0.55 | 13.1 | 4 |
| InP | 1.344 | непосредственный | 0.45 | – | – | – | 0.68 | 12.5 | – | |
| Третье поколение | GaN | 3.39 | непосредственный | 2.6 | 1000 | 200 | 2.5 | 1.3 | 9 | – |
| AIN | 6.2 | непосредственный | 1.2 | 300 | 14 | 1.4 | 2.85 | 9.14 | – | |
| Ga2O3 | 4.8 | непосредственный | 8 | 300 | – | – | 0.3 | – | – | |
| 4H-SiC, | 3.26 | косвенный | 3 | 500 | 120 | 2.5 | 3.4 | 10.1 | 9.25 | |
| 6H-SiC | 2.86 | 1.2 | 260 | 50 | ||||||
| 3C-SiC | 2.2 | 1.2 | 900 | 320 | ||||||
| Последний | Алмаз | 5.5 | косвенный | 20 | 2800 | 1300 | 2.7 | 22 | 5.7 | 10.0 |
- GaN от PAM-XIAMEN.
GaN имеет большую ширину запрещенной зоны, чем GaAs и InP. Регулируя ширину запрещенной зоны, можно получить более широкий диапазон светоотдачи.
Ширина запрещенной зоны GaAs составляет 1,42 эВ, что означает, что генерируется свет ниже 873 нм. Будет большое поглощение, и интенсивность света не будет работать в системах изготовления полупроводниковых пластин.
Ширина запрещенной зоны InP составляет 1,344 эВ, что означает, что генерируется свет ниже 925 нм. Будет большое поглощение, и интенсивность света в это время не будет работать.
Ширина запрещенной зоны GaN составляет 3,4 эВ, что означает, что генерируется свет ниже 364 нм. Будет большое поглощение, и интенсивность света в это время не будет работать.
Преимущество GaN заключается в том, что он может излучать видимый свет и ультрафиолетовый свет. Использование видимого света в процессе изготовления полупроводниковых пластин: синий светодиод должен добавлять In и Al кэпитаксиальный GaN; Свет с более низкой длиной волны обладает большей энергией и может использоваться в профессиональных целях, например, для стерилизации, маркировки, резки и т. д.
Чтобы подготовить устройства на основе GaN,SiC подложкибыл выбран снова. Более подробную информацию о том, почему выбирают подложку SiC для изготовления полупроводниковой пластины, см.Применение SiC в радиочастотных устройствах.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.