LenitruredeGallium(GaN),entantquematériaudebasepourlessemi-conducteursàlargebandedetroisièmegénération,possèded’excellentespropriétéstellesquelaforcedechampderuptureélevée,lavitesse élevée de dérive des électrons de saturation, une forte résistance aux rayonnements et une bonne stabilité chimique. C’est un matériau idéal pour la production de l’optoélectronique, de l’électronique de puissance et de la microélectronique à large spectre, à haute puissance et à haute efficacité.

Le nitrure de gallium présente de nombreuses caractéristiques remarquables. Actuellement, la meilleure application est la croissance de couches épitaxiales de nitrure de gallium de haute qualité utilisant le nitrure de gallium comme substrat. La densité de défaut interne de ces couches épiaxiales peut être réduite à un millième de celle qui pousse sur des substrats de saphir, abaissant efficacement la température de jonction des led et augmentant la luminance de plus de dix fois par unité de surface.

Bien que le nitrure de gallium soit excellent, il est regrettable que le "GaN ne puisse pas être fondu sous pression atmosphérique et se décompose en Ga et N2 à haute température. La pression de décomposition à son point de fusion (2300°C) atteint 6 GPa, ce qui est difficile à supporter pour les équipements de croissance actuels. Par conséquent, les méthodes traditionnelles de croissance de fusion ne peuvent pas être utilisées pour la croissance de cristaux simples GaN."

Par rapport aux matériaux semi-conducteurs conventionnels, la croissance des monocristaux GaN progresse lentement, et la taille du cristal est petite, ce qui entraîne des coûts élevés. Par conséquent, en raison des limites de la taille du substrat monocristalline GaN, de la capacité de production et du coût, les dispositifs actuels à base de GaN sont principalement fabriqués à l’aide de couches épiaxiales sur des substrats hétérogènes tels que le silicium, le carbure de silicium et le saphir. Le manque de substrats monocristallins GaN est devenu un goulot d’étranglement pour le développement de dispositifs GaN. Actuellement, le prix du marché de ce matériel GaN limité est assez élevé, et il est difficile de l’obtenir.

Comme la plupart des dispositifs GaN sont actuellement obtenus par épitaxie sur des substrats hétérogènes, les couches épitaxiales fonctionnelles des dispositifs présentent inévitablement des contraintes et des défauts correspondants causés par des inadéquations de la grille et de la chaleur, ce qui influe sur les performances et la fiabilité des dispositifs. L’épitaxie homogène sur les monocristaux GaN de haute qualité répond efficacement à ces questions clés, et la technologie de préparation des monocristaux GaN de haute qualité a attiré l’attention des communautés universitaires et industrielles.

Au cours des dernières années, d’importants progrès ont été réalisés à l’échelle nationale et internationale dans la préparation de substrats monocristaux GaN. Actuellement, les principales méthodes de culture de substrats monocristaux GaN en vrac comprennent l’épitaxie en phase de vapeur d’hydrure (HVPE), la méthode ammonothermique et la méthode assistée par le fluide (NaFlux), la HVPE étant la méthode la plus courante.

Depuis le développement de la technologie de la couche tampon par les scientifiques japonais dans les années 1980, la croissance de GaN par épitaxie de phase de vapeur a connu des progrès rapides. La technologie de croissance HVPE, en raison de ses avantages de croissance sous pression atmosphérique, de son taux de croissance élevé et de sa faisabilité pour la production à grande échelle, est actuellement la méthode principale pour la production commerciale de substrats monocristaux GaN.

Le réacteur HVPE se compose principalement de deux zones de réaction. La première zone est la région à basse température, généralement à une température de 850°C, où la réaction entre le Ga métallique et le HCl se produit, convertissant le Ga métal liquide en GaCl gazeux, qui est ensuite transporté à la région du substrat par l’intermédiaire d’un gaz vecteur. La deuxième zone est la région à haute température à 1040°C, où le GaCl réagit avec le NH3 pour obtenir la croissance des monocristaux GaN sur le substrat.

Actuellement, nous avons des produits de cristaux de graine de nitrure de gallium avec des diamètres allant de 105 à 110 mm et des épaisseurs de 450 à 600 µm. Ces cristaux de graines de nitrure de gallium ne sont pas dopés, comme le montre la figure ci-dessous. Nous apprécions votre attention et votre intérêt!

Liens de produits connexes

Gallium nitrure Wafer (GaN Wafer)