High Quality Aln Skabeloner vokset med HVPE for High Performance trådløse applikationer

Ved AZoNano

Indholdsfortegnelse

Indledning

III-V nitrid halvledere er kendt for at være fremragende kandidater til højfrekvente, high-power, RF-effekt forstærkning. De største fordele i III-V nitrider frem for andre halvledermaterialer er listet nedenfor:

• III-V nitrider har store bandgaps hvorfor de har tilsvarende stor opdeling elektriske felter
• Superior varmeledningsevne
• Gode ​​elektron transport egenskaber
• Evnen til at danne heterostrukturer.

Fordele ved Nitride heterostrukturer

Når man sammenligner med andre III-V halvledere og endda SiC, disse nitrid heterostrukturer har meget høje 2DEG tætheder, der er afgørende for høj effekt, høj elektronisk mobilitet transistorer (HEMTs), beregnet til brug i high-power kompakte energi-effektive transmission forstærkere til 4G trådløse mobile stationer. En konventionel AlGaN / GaN heterostructure typisk dannes ved epitaksisk deponering af et lag af AlGaN på et tykt GaN lag på isolerende eller semi-isolerende underlag, såsom SiC eller safir. Strain induceret og spontane polariseringer føre til en høj positiv polarisering i AlGaN, hvilket resulterer i en to-dimensionel elektron gas (2DEG) på AlGaN / GaN grænse.

Optimeret Aln Skabeloner

Der er en betydelig forbedring i udførelsen af ​​HEMT enheder, når konventionelle AlGaN / GaN heterostrukturer blev dyrket direkte på ALN lag ved hjælp af SiC substrater. Mens indføje disse ALN skabeloner, er dislokation spredning mekanisme og elektronen afsmitning til hovedparten reduceret, og 2DEG indespærring er forbedret. En sådan ansøgning har øget efterspørgslen efter højere kvalitet ALN skabeloner på SiC for at forbedre enhedens ydeevne nye HEMTs. På Oxford Instruments - TDI , har gruppen ledet af V. Ivantsov V. Soukhoveev, og A. Volkova, for nylig optimeret vækst procedure for at forbedre strukturelle egenskaber og overflade morfologien af tykke ALN lag aflejret gennem hydrid damp-fase epitaksi (HVPE) på off-axis 6H-SiC substrater.

Forbedret kvalitet af Aln Skabeloner

Ved at anvende optimale nukleær og vækstbetingelser, kan gruppen producere ALN lag med FWHM på cirka 40 arcsec af vuggende kurven for refleks måles ved høj opløsning X-ray diffraktion (HRXRD), hvilket er en stor forbedring i forhold til de tidligere rapporterede resultater af cirka 150 arcsec. Linjebredden er meget tæt på SIC substrat, der viser, at ALN epitaksiale lag har en bemærkelsesværdig lav skrue dislokation tæthed (£ 10 ⁶ cm ^-2) og lille hældning omkring det normale i de basale flyet som vist i figur. 1.

Figur 1. Den XRD vuggende kurver taget fra SiC underlaget og HVPE deponeres ALN lag (symmetrisk 00,6 og 00,2 reflekser, henholdsvis). Bemærk den bemærkelsesværdigt lave forskellen mellem FWHMs af substrat og epitaksiale lag, der tyder på høj strukturel perfektion af ALN lag. Den nuværende metode viste også en drastisk forbedring i forhold til de tidligere rapporterede data.

Overflade morfologi Optimeret Aln Skabeloner

Den gensidige plads kortlægning af asymmetriske reflekser og målte gitter parametre tyder også på en helt afslappet tilstand epitaksiale lag. Overfladen morfologi ALN lag er yderligere karakteriseret ved atomic force mikroskopi (AFM). Spejl-lignende overflade lag udviser mindre end 2,5 nm geometriske middelværdi (RMS) ruhed end 10x10 um ^2-område som vist i figur 2.