设备装卸搬运维修气垫车运输
2021-07-20
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亚瑟半导体设备安装（上海）有限公司
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设备装卸搬运维修气垫车运输的亚瑟报道：已故的莱斯特•F.伊斯曼（Lester F. East-man）和乌梅什•K. 米什拉（Umesh K.Mishra）谈到了当时功率半导体界的一项大胆技术：氮化镓（GaN）。对于强大耐用的射频放大器在当时新兴的宽带无线网络、雷达以及电网功率切换应用中的使用前景，他们表达了乐观的看法。他们称氮化镓器件为“迄今为止半导体设备搬运固耐用的晶体管”。
伊斯曼和米什拉是对的。氮化镓的宽带隙（使束缚电子自由断裂并有助于传导的能量）和其他性质让我们能够利用这种材料承受高电场的能力，制造性能半导体设备搬运的器件。如今，氮化镓是固态射频功率应用领域无可争议。它已经在雷达和5G无线技术中得到了应用，很快将在电动汽车的逆变器中普及。你甚至可以买到基于氮化镓的USB壁式充电器，它们体积小且功率非常高。不过，还有比它的东西吗？有能让射频放大器变得更强大装置吗？有能让电力电子设备体积变得更小，让飞机和汽车上使用的电子设备更轻、更小的装置吗？我们能找到带隙更大的导电材料吗？是的，我们可以。事实上，许多材料都有更大的带隙，但量子力学性意味着，几乎所有这些材料都不能用作半导体。不过，透明导电氧化物氧化镓（Ga2O3）是一个特例。这种晶体的带隙近5电子伏特，如果说氮化镓（3.4eV）与它的差距为1英里，那么硅（1.1eV）与它的差距则好比一个马拉松。金刚石和氮化铝的带隙更大，但它们不具备氧化镓所具备的幸运特性，氧化镓有助于制造价格低廉但功能强大的器件。一种材料仅仅有宽带隙是不够的。所有的电介质和陶瓷都有宽带隙，否则它们就不会被用作绝缘体了，而氧化镓有一组半导体设备搬运特性，它可以作为功率切换和射频电子器件的半导体从而发挥巨大作用。它的特点之一是，通过掺杂的方法，可以在氧化镓中加入电荷载流子，使其更具导电性。掺杂包括向晶体添加量的杂质，以控制半导体中载流子的浓度。对于硅，可以使用离子注入法，然后退火处理，在晶体中掺杂磷（以添加自由电子）或硼（以减去自由电子），从而使电荷能够自由移动。对于氧化镓，可以用同样的方法在晶体中掺杂硅来添加电子。如果在任何其他宽带隙氧化物中这样做，结果可能是破碎的晶体和晶格斑点，这样的话电荷会被卡住。氧化镓能够适应通过“离子注入”标准工艺添加以及外延生长（沉积额外的晶体）过程中添加的掺杂剂，因此我们能够借用各种各样的既有商业光刻和加工技术。借助这些方法，定义几十纳米的晶体管尺寸和产生各种各样的器件拓扑结构变得相对简单。其他宽带隙的半导体材料不具备这种难以置信的有用特性，甚至氮化镓也不例外。氧化镓的另一个优点是，实际上很容易根据需要制造氧化镓晶体大晶圆。虽然氧化镓晶体有几种类型，但稳定的是β，其次是ε和α。其中，有关β-氧化镓的综合性质的研究这主要得益于日本筑波的日本半导体设备搬运材料科学研究所和柏林莱布尼茨晶体研究所的开拓性工作。β-氧化镓特别有趣的一点是，它具备良好的热稳定性，因此可以使用大量的商业技术来制造，包括用于制造硅片的提拉法。此外，也可以使用“边缘定义、薄膜馈电晶体生长”技术来生产β-氧化镓晶圆，杂货店结账用的条形码扫描仪上的蓝宝石窗口就是这样制造的。如今，甚至可以使用可高度扩展的垂直坩埚下降（Bridgman-Stockbarger）技术生长晶体。
