Se pueden lograr características mejoradas en aplicaciones de radio y electrónica de potencia mediante el uso de una oblea SOI para el crecimiento de nitruro de galio.
En cooperación con Okmetic Oy y el ITME polaco, los investigadores de la Universidad de Aalto han estudiado la aplicación de obleas SOI Silicon On Insulator, que se utilizan como plataforma para fabricar diferentes componentes microelectrónicos, como sustrato para producir cristales de nitruro de galio.Los investigadores compararon las características de las capas de nitruro de galio GaN cultivadas en obleas SOI con las cultivadas en sustratos de silicio más comúnmente utilizados para el proceso. Además de las obleas de silicio de alto rendimiento, Okmetic también fabrica obleas SOI, en las que una capa de silicioEl aislante de dióxido se encuentra entre dos capas de silicio. El objetivo de la tecnología SOI es mejorar las características capacitivas y aislantes de la oblea.
"Utilizamos un proceso de fabricación estandarizado para comparar las características de la oblea. El crecimiento de GaN en las obleas SOI produjo una capa de mayor calidad cristalina que en las obleas de silicio. Además, la capa aislante en la oblea SOI mejora las características de descomposición, lo que permite el uso claramentevoltajes más altos en electrónica de potencia. Del mismo modo, en aplicaciones de alta frecuencia, las pérdidas y la diafonía pueden reducirse ", explica Jori Lemettinen, un candidato a doctorado del Departamento de Electrónica y Nanoingeniería.
'Los componentes basados en GaN se están volviendo más comunes en las aplicaciones de radio y electrónica de potencia. El rendimiento de los dispositivos basados en GaN se puede mejorar utilizando una oblea SOI como sustrato', agrega Sami Suihkonen, miembro de la Academia de Investigación.
las obleas SOI reducen los desafíos del crecimiento de cristales
El crecimiento de GaN en un sustrato de silicio es un desafío. Las capas y los dispositivos de GaN se pueden cultivar en material de sustrato usando epitaxia de fase de vapor metalorgánica MOVPE. Cuando se usa silicio como sustrato, los materiales semiconductores compuestos crecidos tienen diferentes coeficientes de expansión térmica y celosía.constantes que una oblea de silicio. Estas diferencias en sus características limitan la calidad cristalina que se puede lograr y el máximo espesor posible de la capa producida.
'La investigación mostró que la estructura en capas de una oblea SOI puede actuar como un sustrato compatible durante el crecimiento de la capa de nitruro de galio y, por lo tanto, reducir los defectos y la tensión en las capas crecidas ", señala Lemettinen.
Los componentes basados en GaN se usan comúnmente en LED azules y blancos. En aplicaciones de electrónica de potencia, los diodos y transistores GaN, en particular, han recibido interés, por ejemplo en convertidores de frecuencia o automóviles eléctricos. Se cree que en aplicaciones de radio, redes 5Glas estaciones base utilizarán amplificadores de potencia basados en GaN en el futuro. En aplicaciones electrónicas, un transistor GaN ofrece baja resistencia y permite altas frecuencias y densidades de potencia.
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Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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