Was ist die Hauptherausforderung beim Wachstum von GaN auf Si-Substraten?

Antwort: B. Die Unterschiede von Gitterkonstante und thermischem Ausdehnungskoeffizienten sind groß, sodass leicht Versetzungen, Risse und Waferverbiegung entstehen

GaN und Silizium unterscheiden sich in der Gitterkonstante um etwa 17 %, sodass viele Versetzungen entstehen; auch der thermische Ausdehnungskoeffizient von GaN ist größer, sodass die Schicht beim Abkühlen nach dem Wachstum bei über 1000 °C unter Zugspannung steht und leicht Risse und eine Waferverbiegung von einigen zehn µm entstehen. Hinzu kommt das Problem der Reaktion von Ga und Si bei hoher Temperatur. Durch Spannungskompensation mit einer AlN-Nukleationsschicht und einer mehrlagigen Pufferschicht aus z. B. AlGaN ist das Wachstum von GaN auf 200-mm-Si-Substraten praxistauglich geworden.