ScAlMgO₄(诈骗)晶体基质吸引兴趣作为一个可能的替代蓝宝石和碳化硅。本文论述了利用骗局为氮化硅半导体基板。

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氮化硅半导体已经成为当代数字设备的基本组成部分,如发光二极管(led)、电力系统和无线电传输。app亚博体育由于其潜在的用于光电如蓝色,紫色,和紫外线(UV)光发射装置以及高温、高频、大功率电子设备,甘兴趣和氧化锌半导体wide-band-gap增加了。app亚博体育

简要概述的骗局衬底属性

骗局晶体基质是由钪(Sc)、铝(Al),镁(Mg)和氧气(O2)。骗局的立方晶格的晶格参数为8.086 a。骗局衬底的热膨胀系数低使其成为一个优秀的半导体衬底氮化的发展。此外,骗局的优良的导热性艾滋病耗散的热量由氮化硅半导体在运作。诈骗也拥有杰出的机械品质,包括优越的弹性模量和硬度。

传统基质半导体

氮化硅微电子发展不同于传统半导体硅和砷化镓等,即使是最典型的氮化硅半导体、甘,缺少一个大块衬底。发光二极管通常在蓝宝石基板上产生的晶格失配13.8%的氮化镓。使用SiC与热导率大于蓝宝石基板,HEMTs为移动电话基站已经制造。

最近样品出货的氮化镓晶片生产使用ammonothermal技术已经开始。这些晶片只有10的位错密度^{2 - 3}/厘米²。另一方面,异常密集GaN电影已经产生了对外国材料,如砷化镓和蓝宝石使用卤汽相外延(HVPE),其增长速度大约是一个数量级大于ammonothermal的方法。亚博网站下载

为什么ScAlMgO₄底物比其同行?

蓝宝石强劲的热导率和热膨胀系数低的让它一个优秀的半导体材料氮化的形成。不幸的是,蓝宝石有限的抗拉特性防止它被用于大功率和高温应用。另一个常见的基质、碳化硅(SiC),更昂贵的比蓝宝石和位错密度更大,这可能影响氮化硅半导体器件的效率。

蓝宝石和碳化硅相比,ScAlMgO₄较低的热膨胀系数,减少氮化硅介电层上的压力在增长。它也有一个优越的热导率比蓝宝石,让它更有效的散热。ScAlMgO4比蓝宝石和砷化镓异质衬底氮化硅异质外延薄膜沉积主要是由于其1.8%的晶格错配。

工业利用率

生产能力高质量外延层的主要好处之一是利用骗局晶体基质对氮化硅半导体的增长。氮化硅半导体设备的电气和光学特性是由其外延层,这设备的性能是至关重要的。蓝色和绿色发光二极管,高质量外延层的氮化镓(GaN)生长在硅晶体基质。使用诈骗晶体基质,氮化硅半导体层对激光二极管也一直在增长。

电力电子诈骗晶体基质的另一个可能的使用领域。在几个应用程序,包括电动汽车、可再生能源系统,工业设备,电力的流动是由电力电子元件,如晶体管和二极管。app亚博体育由于其高击穿电压和强烈的热导率,氮化硅半导体电力电子是可取的,通过利用骗局基质生产。

ScAlMgO4衬底伪造商业如何?

骗局晶体基质通常是使用Czochralski创建的(CZ)过程中,常用的方法生成的单晶物质。CZ过程中,种子水晶下降到复合材料的熔融状态,然后轻轻旋转时提取。提取籽晶,熔融材料变硬成单晶。这个过程一直持续到一个巨大的单晶生产,这是后来切成薄片作为底物。

最新的研究

在最新的研究发表在《华尔街日报》哭“斯太尔,骗局的晶格常数的特点,热膨胀系数和热传递是彻底被研究人员。

研究制造骗局晶体有一个直径超过60厘米。然而,该地区的统一构成测量周长除以2英寸。

用高温x射线衍射(XRD),热膨胀系数(TEC)(0001)(骗局单晶决心。轮廓的摇摆曲线只有一个记录,夏普,对称的顶点。摇摆曲线的结果并没有使定向变异sub-grains在x射线辐照区域,结果表明SCAM-grown单晶有杰出的水晶完美,一样一个晶体硅。

在室温下,发现和c-axes晶格参数分别为0.32426和2.50850 nm。没有发现阶段transition-related违规晶格常数的温度依赖性。这是发现的热膨胀系数,c-axes随温度线性增加。

在室温下,诈骗和C_p值分别为0.014±0.002厘米²和0.86±0.03 J / g K (138±5 J /摩尔K),分别。这个数字是在令人满意的相关性与128.6 J /摩尔K派生使用科普的方程,说明了线性关系固体的热容和它的组成成分。晶体的基本特性之一,拉曼散射光谱数据证实晶体对称性的存在晶格振动模式。

在广泛的波长骗局是透明的,从紫外到中红外。因此,骗局是适合使用作为氮化平台电子led和太阳能电池等。

从AZoM:密度泛函理论应用于Optoelectronical石墨烯的性质

引用和进一步阅读

Shtepliuk, i等人。(2021)。与温度有关的光致发光的氧化锌薄膜生长在离轴由APMOCVD碳化硅基板。亚博网站下载,14(4),1035年。可以在:https://doi.org/10.3390%2Fma14041035

松岗等人。(2023)ScAlMgO的属性₄为氮化硅半导体衬底。晶体。13 (3):449。可以在:https://doi.org/10.3390/cryst13030449

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