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深圳市首譽(yù)科技有限公司-什么是氮化鎵充電器? ![]()
氮化鎵,分子式GaN,英文名稱Gallium nitride,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙(direct bandgap)的半導(dǎo)體,自1990年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為3.4電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中,例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,可以在不使用非線性半導(dǎo)體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-state laser)的條件下,產(chǎn)生紫光(405nm)激光。
GaN材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點(diǎn),是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料,并與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起,被譽(yù)為是繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。它具有寬的直接帶隙、強(qiáng)的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好(幾乎不被任何酸腐蝕)等性質(zhì)和強(qiáng)的抗輻照能力,在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。 GaN材料系列具有低的熱產(chǎn)生率和高的擊穿電場(chǎng),是研制高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。目前,隨著 MBE技術(shù)在GaN材料應(yīng)用中的進(jìn)展和關(guān)鍵薄膜生長(zhǎng)技術(shù)的突破,成功地生長(zhǎng)出了GaN多種異質(zhì)結(jié)構(gòu)。用GaN材料制備出了金屬場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET)、異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HFET)、調(diào)制摻雜場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MODFET)等新型器件。調(diào)制摻雜的AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)具有高的電子遷移率(2000cm2/v·s)、高的飽和速度(1×107cm/s)、較低的介電常數(shù),是制作微波器件的優(yōu)先材料;GaN較寬的禁帶寬度(3.4eV) 及藍(lán)寶石等材料作襯底,散熱性能好,有利于器件在大功率條件下工作。
對(duì)于GaN材料,長(zhǎng)期以來(lái)由于襯底單晶沒(méi)有解決,異質(zhì)外延缺陷密度相當(dāng)高,但是器件水平已可實(shí)用化。1994年日亞化學(xué)所制成1200mcd的 LED,1995年又制成Zcd藍(lán)光(450nmLED),綠光12cd(520nmLED);日本1998年制定一個(gè)采用寬禁帶氮化物材料開(kāi)發(fā)LED的 7年規(guī)劃,其目標(biāo)是到2005年研制密封在熒光管內(nèi)、并能發(fā)出白色光的高能量紫外光LED,這種白色LED的功耗僅為白熾燈的1/8,是熒光燈的1/2, 其壽命是傳統(tǒng)熒光燈的50倍~100倍。這證明GaN材料的研制工作已取相當(dāng)成功,并進(jìn)入了實(shí)用化階段。InGaN系合金的生成,InGaN/AlGaN 雙質(zhì)結(jié)LED,InGaN單量子阱LED,InGaN多量子阱LED等相繼開(kāi)發(fā)成功。InGaNSQWLED6cd高亮度純綠茶色、2cd高亮度藍(lán)色 LED已制作出來(lái),今后,與AlGaP、AlGaAs系紅色LED組合形成亮亮度全色顯示就可實(shí)現(xiàn)。這樣三原色混成的白色光光源也打開(kāi)新的應(yīng)用領(lǐng)域,以高可靠、長(zhǎng)壽命LED為特征的時(shí)代就會(huì)到來(lái)。日光燈和電燈泡都將會(huì)被LED所替代。LED將成為主導(dǎo)產(chǎn)品,GaN晶體管也將隨材料生長(zhǎng)和器件工藝的發(fā)展而迅猛發(fā)展,成為新一代高溫度頻大功率器件。
基本信息
中文名稱:氮化鎵
英文名稱:gallium(iii) nitride
英文別名:Gallium nitride; nitridogallium; gallium nitrogen(-3) anion
分子量:83.7297
熔點(diǎn):1700℃
密度:6.1g/mL,25/4℃
計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù) 1、疏水參數(shù)計(jì)算參考值(XlogP):無(wú)
2、氫鍵供體數(shù)量:0
3、氫鍵受體數(shù)量:1
4、可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5、互變異構(gòu)體數(shù)量:無(wú)
6、拓?fù)浞肿訕O性表面積:23.8
7、重原子數(shù)量:2
8、表面電荷:0
9、復(fù)雜度:10
10、同位素原子數(shù)量:0
11、確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12、不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13、確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14、不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15、共價(jià)鍵單元數(shù)量:1
性質(zhì)與穩(wěn)定
如果遵照規(guī)格使用和儲(chǔ)存則不會(huì)分解。
避免接觸氧化物,熱,水分/潮濕。
GaN在1050℃開(kāi)始分解:2GaN(s)=2Ga(g)+N2(g)。X射線衍射已經(jīng)指出GaN晶體屬纖維鋅礦晶格類型的六方晶系。
在氮?dú)饣蚝庵挟?dāng)溫度為1000℃時(shí)GaN會(huì)慢慢揮發(fā),證明GaN在較高的溫度下是穩(wěn)定的,在1130℃時(shí)它的蒸氣壓比從焓和熵計(jì)算得到的數(shù)值低,這是由于有多聚體分子(GaN)x的存在。
GaN不被冷水或熱水,稀的或濃的鹽酸、硝酸和硫酸,或是冷的40%HF所分解。在冷的濃堿中也是穩(wěn)定的,但在加熱的情況下能溶于堿中。
優(yōu)點(diǎn)與長(zhǎng)處
①禁帶寬度大(3.4eV),熱導(dǎo)率高(1.3W/cm-K),則工作溫度高,擊穿電壓高,抗輻射能力強(qiáng);
②導(dǎo)帶底在Γ點(diǎn),而且與導(dǎo)帶的其他能谷之間能量差大,則不易產(chǎn)生谷間散射,從而能得到很高的強(qiáng)場(chǎng)漂移速度(電子漂移速度不易飽和);
③GaN易與AlN、InN等構(gòu)成混晶,能制成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu),已經(jīng)得到了低溫下遷移率達(dá)到105cm2/Vs的2-DEG(因?yàn)?-DEG面密度較高,有效地屏蔽了光學(xué)聲子散射、電離雜質(zhì)散射和壓電散射等因素);
④晶格對(duì)稱性比較低(為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)或四方亞穩(wěn)的閃鋅礦結(jié)構(gòu)),具有很強(qiáng)的壓電性(非中心對(duì)稱所致)和鐵電性(沿六方c軸自發(fā)極化):在異質(zhì)結(jié)界面附近產(chǎn)生很強(qiáng)的壓電極化(極化電場(chǎng)達(dá)2MV/cm)和自發(fā)極化(極化電場(chǎng)達(dá)3MV/cm),感生出極高密度的界面電荷,強(qiáng)烈調(diào)制了異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了對(duì)2-DEG的二維空間限制,從而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中可達(dá)到1013/cm2,這比AlGaAs/GaAs異質(zhì)結(jié)中的高一個(gè)數(shù)量級(jí)),這對(duì)器件工作很有意義。
總之,從整體來(lái)看,GaN的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了其缺點(diǎn),特別是通過(guò)異質(zhì)結(jié)的作用,其有效輸運(yùn)性能并不亞于GaAs,而制作微波功率器件的效果(微波輸出功率密度上)還往往要遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的一切半導(dǎo)體材料,深圳市首譽(yù)科技有限公司(m.66974.cc)。
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