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  由于同质外延结构带来的晶格匹配和热匹配,自支撑氮化镓衬底在提升氮化镓基器件性能方面有着巨大潜力,如发光二极管,激光二极管,功率器件和射频器件等。相比异质衬底外延, 基于自支撑氮化镓晶圆片的同质外延可能是大多氮化镓基器件的绝佳选择。
 
  半绝缘氮化镓晶圆片可用于制造如高电子迁移率晶体管(HEMTs)的横向导通器件,该高电子迁移率晶体管主要用于制造射频器件。相比碳化硅基氮化镓的高电子迁移率晶体管,氮化镓基氮化镓的高电子迁移率晶体管在缓冲层以及整个有源区中有低得多的位错密度。晶体质量的提升预期能增加二维电子气迁移率,并减少电流崩溃。氮化镓衬底在提高下一代射频高电子迁移率晶体管的功率输出和功率附加效率方面可发挥至关重要的作用,尤其是在器件的工作频率超过碳化硅基氮化镓能力极限时。许多国家将这种氮化镓基氮化镓射频器件用于符合其国家战略利益的市场,如卫星通信,5G 和 6G 电信以及军事应用。
 
  4 英寸半绝缘型和 N 型导电性型自支撑氮化镓晶圆片的电阻率大于 1E9 ohm-cm,位错密度小于 1E6 cm-2,通常在 5E5 到 7E5 cm-2 之间,曲率半径可达 30 m 以上。抛光后的氮化镓晶圆片表面粗糙度小于 0.3 nm,能达到直接用于外延生长的要求。
图一 4 英寸半绝缘氮化镓衬底  
图一 4 英寸半绝缘氮化镓衬底
抛光后氮化镓表面的原子力显微镜图  
图二 抛光后氮化镓表面的原子力显微镜图
 
 
2英寸和 4英寸GaN 圆片规格
2英寸和4英寸GaN晶圆片规格  
 
  能提供半绝缘氮化镓晶圆片上生长的 MOCVD 氮化镓高电子迁移率晶体管外延结构。另外,可进行多层器件结构生长,如氮化镓铟、氮化镓铝 、n 型掺杂和 p 型掺杂,以及在其他潜在器件结构上生长,包括在 n 型氮化镓衬底上生长发光二极管,激光二极管,以及垂直氮化镓功率器件。

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