The GaN lattice mismatch grown on silicon carbide substrates is low. The low lattice mismatch of gallium nitride on SiC wafers indicates that the lattices of layer 1 and layer 2 match each other. The better the match, the fewer defects, and the better the performance and lifetime of the device. The higher the degree of lattice mismatch, the greater the possibility of defects.
Generellt sett betyder skillnaden mindre än 5% att den är lätt att växa, 5% -25% betyder att den kan växa och mer än 25% betyder att den inte kan växa. Ångfasepitaxi kräver i allmänhet en mismatchgrad på mindre än 10%, vätskefasepitaxi kräver en mismatchgrad på mindre än 1%, och optoelektroniska heterojunktioner kräver mindre än 0,1%.
Varför använda lager 1 och lager 2? Eftersom konceptet också är tillämpligt mellan epitaxialskiktet och epitaxialskiktet.
Enligt den optimala matchningsriktningen för att matcha filmen måste substratet välja lämplig atomperiodlängd.
Det periodiska arrangemanget av atomer i de trigonala och sexkantiga kristallerna kan vara a, √3a, 2a (motsvarande 3.185, 5.517, 6.370 av den hexagonala GaN).
Arrangeringsperioden för kubiska kristallatomer kan vara a / √2, a, √2a (motsvarande 3,21, 4,54, 6,42 av kubisk GaN).
GaN Lattice mismatch = ∣ (epitaxial film atomarrangemang period-substrat atomarrangemangsperiod) ∣ / epitaxial film atomarrangemangsperiod.
Underlag för odling av GaN är följande:
| substrat | Gitterkonstant aA | Gitter konstant cA | Gittermatchning% | Värmeutvidgningskoefficient 10 ^ -6 / K | Värmematchning% |
| GaN | 3.188 | 5.185 | 0 | 5.6 | 0 |
| Si | 5.430 (√2) | – | 20.4 | 2.6 | 54% |
| Al2O3 | 4,758 (√3) | 12.982 | 13.8 | 7.5 | -34% |
| 3C-SiC | 4,359 (√2) | – | 3.3 | 3.8 | 32% |
| 4H-SiC | 3.082 | 10.061 | 3.3 | 3.8 | 32% |
| 6H-SiC | 3.081 | 15.117 | 3.4 | 3.8 | 32% |
| 15R-SiC | 3.073 | 37.7 | 3.6 | 3.8 | 32% |
| AIN | 3.112 | 4.982 | 2.4 | 4.2 | 25% |
- Bland alla material i tabellen finnsGaN, 4H-SiC och 6H-SiC materialär från Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd.
Metoden för bestämning av GaN (galliumnitrid) gitterfel är mycket enkel. Förutsatt att Gan-gittermatchningen på SiC-substrat är noll, bör det interplanära avståndet i det erhållna XRD-spektrumet vara konsekvent. Det interplanära avståndet kan vara direkt ekvivalent med atomarrangemangsperioden, men om graden av felpassning överstiger 25%, bör gitterrotation övervägas och beräknas om enligt den matchade atomarrangemangsperioden. Till exempel matchningen av GaN och Al2O3.
Om GaN-gittermatchningsskiktet måste odlas epitaxiellt, läggs vanligtvis några epitaxialskikt för matchning i mitten. Till exempel, efter att ett skikt av TiN eller TiC odlats på ett safirsubstrat, odlas GaN och sedan kan GaN-skiktet skalas av, vilket är det självbärande GaN.
För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.comoch powerwaymaterial@gmail.com.