Wat is galliumnitride?

Galliumnitride is een binaire III / V halfgeleider met directe bandafstand die zeer geschikt is voor transistors met een hoog vermogen die bij hoge temperaturen kunnen werken. Sinds de jaren negentig wordt het veel gebruikt in lichtemitterende diodes (LED). Galliumnitride geeft een blauw licht af dat wordt gebruikt voor het lezen van schijven in Blu-ray. Bovendien wordt galliumnitride gebruikt in halfgeleiders, RF-componenten, lasers en fotonica. In de toekomst zullen we GaN terugzien in sensortechnologie.

In 2006 werden GaN-transistoren in enhancement-mode, ook wel GaN FET's genoemd, vervaardigd door een dunne laag GaN te laten groeien op de AIN-laag van een standaard siliciumwafel met behulp van metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). De AIN-laag fungeert als buffer tussen het substraat en GaN.
Dankzij dit nieuwe proces konden galliumnitridetransistors in dezelfde bestaande fabrieken worden geproduceerd als silicium, met behulp van vrijwel dezelfde productieprocessen. Door een bekend proces te gebruiken, zorgt dit voor vergelijkbare, lage fabricagekosten en wordt de drempel voor het gebruik van kleinere transistors met sterk verbeterde prestaties verminderd.

Om verder uit te leggen: alle halfgeleidermaterialen hebben een zogenaamde bandgap. Dit is een energiebereik in een vaste stof waar geen elektronen kunnen voorkomen. Simpel gezegd, een bandkloof houdt verband met hoe goed een vast materiaal elektriciteit kan geleiden. Galliumnitride heeft een bandafstand van 3,4 eV, vergeleken met een bandafstand van 1,12 eV van silicium. De grotere bandafstand van galliumnitride betekent dat het hogere spanningen en hogere temperaturen aankan dan silicium-MOSFET's. Door deze brede bandafstand kan galliumnitride worden toegepast op opto-elektronische apparaten met een hoog vermogen en een hoge frequentie.

Het vermogen om bij veel hogere temperaturen en spanningen te werken dan galliumarsenide (GaAs) -transistors, maakt galliumnitride ook ideale vermogensversterkers voor microgolf- en terahertz (ThZ) -apparaten, zoals beeldvorming en detectie, de bovengenoemde toekomstige markt. GaN-technologie is hier en belooft alles beter te maken.

 


Posttijd: 14 oktober 2020