Was ist Galliumnitrid?

Galliumnitrid ist ein binärer III / V-Halbleiter mit direkter Bandlücke, der sich gut für Hochleistungstransistoren eignet, die bei hohen Temperaturen arbeiten können. Seit den 1990er Jahren wird es häufig in Leuchtdioden (LED) eingesetzt. Galliumnitrid gibt ein blaues Licht ab, das zum Lesen von Discs in Blu-ray verwendet wird. Zusätzlich wird Galliumnitrid in Halbleiter-Leistungsbauelementen, HF-Komponenten, Lasern und Photonik verwendet. In Zukunft werden wir GaN in der Sensortechnologie sehen.

Im Jahr 2006 wurden GaN-Transistoren im Enhancement-Mode, manchmal auch als GaN-FETs bezeichnet, hergestellt, indem eine dünne GaN-Schicht auf der AIN-Schicht eines Standard-Siliziumwafers unter Verwendung von metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) gezüchtet wurde. Die AIN-Schicht wirkt als Puffer zwischen dem Substrat und GaN.
Dieses neue Verfahren ermöglichte die Herstellung von Galliumnitridtransistoren in denselben bestehenden Fabriken wie Silizium unter Verwendung nahezu derselben Herstellungsverfahren. Durch die Verwendung eines bekannten Verfahrens werden ähnliche, niedrige Herstellungskosten ermöglicht und die Akzeptanzbarriere für kleinere Transistoren mit stark verbesserter Leistung verringert.

Zur weiteren Erklärung weisen alle Halbleitermaterialien eine sogenannte Bandlücke auf. Dies ist ein Energiebereich in einem Festkörper, in dem keine Elektronen existieren können. Einfach ausgedrückt hängt eine Bandlücke davon ab, wie gut ein festes Material Elektrizität leiten kann. Galliumnitrid hat eine Bandlücke von 3,4 eV im Vergleich zur Bandlücke von 1,12 eV von Silizium. Die größere Bandlücke von Galliumnitrid bedeutet, dass es höhere Spannungen und höhere Temperaturen als Silizium-MOSFETs aushalten kann. Diese große Bandlücke ermöglicht die Anwendung von Galliumnitrid auf optoelektronische Hochleistungs- und Hochfrequenzgeräte.

Die Fähigkeit, bei viel höheren Temperaturen und Spannungen als Galliumarsenid (GaAs) -Transistoren zu arbeiten, macht Galliumnitrid auch zu idealen Leistungsverstärkern für Mikrowellen- und Terahertz (ThZ) -Vorrichtungen wie Bildgebung und Abtastung, dem oben erwähnten zukünftigen Markt. Die GaN-Technologie ist da und verspricht, alles besser zu machen.

 


Beitragszeit: 14.10.2020