Čo je nitrid gália?

Gallium Nitride je binárny III / V priamy pásmový polovodič, ktorý je vhodný pre vysoko výkonné tranzistory schopné pracovať pri vysokých teplotách. Od 90. rokov sa bežne používa v diódach emitujúcich svetlo (LED). Nitrid gália vydáva modré svetlo používané na čítanie diskov v Blu-ray. Ďalej sa nitrid gália používa v polovodičových energetických zariadeniach, RF súčastiach, laseroch a fotonike. V budúcnosti uvidíme GaN v technológii snímačov.

V roku 2006 sa začali vyrábať tranzistory GaN v režime vylepšenia, ktoré sa niekedy označujú ako GaN FET, pestovaním tenkej vrstvy GaN na vrstve AIN štandardného kremíkového plátu pomocou nanášania kovových organických chemických pár (MOCVD). Vrstva AIN funguje ako nárazník medzi substrátom a GaN.
Tento nový proces umožnil výrobu tranzistorov na báze nitridu gália v rovnakých existujúcich továrňach ako kremík pri použití takmer rovnakých výrobných postupov. Použitím známeho postupu to umožňuje podobné, nízke výrobné náklady a znižuje prekážku prijatia pre menšie tranzistory s oveľa lepším výkonom.

Pre ďalšie vysvetlenie majú všetky polovodičové materiály takzvanú bandgap. Toto je energetický rozsah v tuhej látke, kde nemôžu existovať žiadne elektróny. Jednoducho povedané, bandgap súvisí s tým, ako dobre môže pevný materiál viesť elektrinu. Nitrid gália má pásmovú priechodnosť 3,4 eV, v porovnaní s pásmom 1,12 eV kremíka. Nitrid gália má väčšiu šírku pásma, čo znamená, že dokáže udržiavať vyššie napätie a vyššie teploty ako kremíkové MOSFETy. Táto širokopásmová medzera umožňuje aplikáciu nitridu gália na optoelektronické vysokovýkonné a vysokofrekvenčné zariadenia.

Schopnosť pracovať pri oveľa vyšších teplotách a napätiach ako tranzistory arzenidu gálnatého (GaAs) tiež robí z nitridu gália ideálne výkonové zosilňovače pre mikrovlnné a terahertzové (ThZ) zariadenia, ako je zobrazovanie a snímanie, budúci trh uvedený vyššie. Technológia GaN je tu a sľubuje, že bude všetko lepšie.

 


Čas zverejnenia: 14. októbra 2020