Modèles haute qualité cultivés par des AIN HVPE pour des applications haute performance sans fil

Par AZoNano

Table des matières

Présentation

Semi-conducteurs III-V nitrure sont connus pour être d'excellents candidats pour haute fréquence, haute puissance, l'amplification de puissance RF. Les principaux avantages de nitrures III-V au cours d'autres matériaux semi-conducteurs sont énumérés ci-dessous:

• Nitrures III-V ont des bandes interdites grands donc ils ont des champs correspondants répartition grande électriques
• Conductivité thermique supérieure
• Bonnes propriétés de transport des électrons
• La capacité de former des hétérostructures.

Avantages d'hétérostructures de nitrure

Lorsque comparé à d'autres semiconducteurs III-V et même de SiC, ces hétérostructures de nitrure ont une très haute densité 2DEG qui sont essentiels pour une puissance élevée, les transistors à haute mobilité électronique (HEMT), destiné à être utilisé dans les amplificateurs haute puissance compactes éconergétiques de transmission pour 4G stations sans fil mobiles. Un conventionnels AlGaN / GaN hétérostructure est généralement formé par dépôt d'une couche épitaxiale d'AlGaN sur une épaisse couche de GaN sur isolant ou semi-isolant substrats tels que le SiC ou saphir. Strain polarisations induite et spontanée conduire à une forte polarisation positive dans l'AlGaN, résultant en un gaz bidimensionnel d'électrons (2DEG) à la limite AlGaN / GaN.

Modèles AIN optimisée

Il ya une amélioration significative de la performance des dispositifs HEMT lors conventionnels AlGaN / GaN hétérostructures ont été cultivées directement sur la couche d'AlN en utilisant des substrats SiC. Alors que l'insertion de ces modèles AIN, le mécanisme de diffusion de dislocation et le débordement d'électrons dans la masse sont réduits et le confinement 2DEG est améliorée. Cette demande a augmenté la demande pour plus de modèles de qualité AlN sur SiC afin d'améliorer la performance du dispositif de l'HEMT nouvelle. A Oxford Instruments - TDI , le groupe dirigé par V. Ivantsov Soukhoveev V. et A. Volkova, ont récemment optimisé la procédure de croissance pour améliorer les propriétés structurelles et la morphologie de surface des couches épaisses d'AlN déposés par hydrure épitaxie en phase vapeur (HVPE) sur hors-axe de 6H-SiC substrats.

Amélioration de la qualité des modèles AIN

En utilisant la nucléation optimale et des conditions de croissance, le groupe peut produire des couches AlN avec FWHM d'environ 40 secondes d'arc de la courbe à bascule pour reflex mesurée par la résolution diffraction des rayons X haute (HRXRD), qui est une grande amélioration sur les résultats précédemment rapportés d'environ 150 arcsec. La largeur de ligne est très proche de celle du substrat de la CTI, montrant que la couche épitaxiale AlN a une densité de dislocations vis remarquablement bas (£ 10 ⁶ cm ^-2) et basculant petits autour de la normale au plan de base comme dans la figure. 1.

Figure 1. Les courbes XRD bascule prises à partir du substrat SiC et AlN HVPE couches déposées (symétrique et 00,6 00,2 réflexes, respectivement). Notez la différence entre le remarquablement bas FWHMs du substrat et la couche épitaxiale qui suggère haute perfection structurelle de la couche d'AlN. La méthode actuelle a également montré une amélioration drastique par rapport aux données précédentes signalés.

Morphologie de surface des modèles optimisés AIN

La cartographie spatiale réciproque des réflexes asymétriques et des paramètres de maille mesuré aussi suggérer un état complètement détendu de la couche épitaxiale. La morphologie de la surface de la couche d'AlN est en outre caractérisé par microscopie à force atomique (AFM). La surface comme un miroir de la couche d'expositions inférieures à 2,5 nm racine quadratique moyenne (RMS) rugosité sur 10x10 ² um zone comme le montre la figure 2.