盖世汽车讯 氮化镓(GaN)晶体是一种很有生长前景的质料,可用于研发下一代功率半导体装备。据外媒报道,日本国家质料科学研究所(NIMS)与东京工业大学(Tokyo Tech)研发了一种生长高质量GaN晶体的手艺,与现有手艺生长的GaN晶体相比,新手艺制成的GaN晶体缺陷会少许多。与直接在溶液中生长晶体的传统手艺差别,新手艺采用了一种涂有合金薄膜的基底,以防止溶液中不合乎需求的杂质被困到生长的晶体中。

用于下一代功率半导体装备中,以用于车辆和其他用途。不外,传统的GaN单晶体生长手艺会将气态原质料喷到基底上,导致了一个主要的瑕玷:会在晶体内部形成许多原子巨细的缺陷(包罗位错)。当有位错缺陷的GaN晶体被集成至功率装备中时,会有泄露的电流穿过该装备,从而损坏装备。

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GaN晶体生长手艺原理图(图片泉源:日本国家质料科学研究所)

为了解决这一问题,研究人员研发出两种替换性晶体合成手艺:氨热合成法以及钠助熔剂法。此两种方式都让晶体在含有晶体生长原质料的溶液中生长。虽然钠助熔剂生长法已被证实能够有效地防止位错的形成,然则会导致一个新问题:生长的晶体会含有杂质(溶液身分组成的团块)。

在日本科学家举行的项目中,研究人员制造了一种GaN晶体,同时成功地在GaN种子基底上涂上了由晶体生长原质料(如镓和钠)组成的液态合金,从而阻止了杂质被困在生长的晶体中。此外,科学家还发现,该手艺能有效地削减位错的形成,从而合成高质量的晶体。该手艺只需要一个简朴的工艺,在约莫1小时内就可以制成高质量的GaN基底。

日本科学家们研发的该项手艺提供了一种新方式,用于为下一代功率半导体装备生产高质量GaN基底。现在,研究人员制作通过生长小尺寸的晶体来验证该手艺的有效性,未来,他们设计将其生长成一种实用性手艺,以合成更大的晶体。

(责任编辑: HN666)
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    (2020-12-29 00:02:41) 1#

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