GaN(窒化ガリウム)란?

ちっかがりうむ

バンドギャップ約3.4 eVのIII-V族化合物半導体。青色LEDや高周波・パワーデバイスに使われる。

일본어 명칭: GaN(窒化ガリウム)

GaN(窒化ガリウム)은(는) 화합물 반도체 등 1개 분야의 연습 문제 18개에 나와요.

분야: 화합물 반도체

도전해 보기: GaN(窒化ガリウム) 관련 문제

GaN 디바이스에서 GaN층을 성장시키는 기판으로 일반적으로 사용되는 것은?

A석영 유리뿐이다
B사파이어, SiC, Si 등의 이종 기판
C구리판

정답과 해설 보기

정답: B. 사파이어, SiC, Si 등의 이종 기판

GaN은 고온·고압에서도 분해되기 쉬워 융액에서 결정을 끌어올릴 수 없으므로, 대구경의 저렴한 GaN 기판을 만들기 어려워 다른 재료의 기판 위에 에피택셜 성장시킵니다. LED에서는 저렴하고 투명한 사파이어, 고주파 디바이스에서는 열전도가 좋은 SiC, 파워 디바이스에서는 대구경이면서 저렴한 Si가 자주 사용됩니다. 격자 상수와 열팽창 차이로 인한 결함과 휨을 억제하는 버퍼층 기술이 핵심입니다.

GaN이 고주파·고출력 트랜지스터에 적합한 이유로 올바른 것은?

A밴드갭이 크고 절연 파괴 전계가 높으며 전자의 포화 속도도 높기 때문
B열을 전혀 발생시키지 않기 때문
C실리콘보다 저렴하기 때문

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정답: A. 밴드갭이 크고 절연 파괴 전계가 높으며 전자의 포화 속도도 높기 때문

GaN은 절연 파괴 전계가 Si의 약 10배로 높아 높은 전압에서 동작할 수 있고, 전자의 포화 속도도 약 2.5×10⁷ cm/s로 높아 고주파에서 큰 전력을 다룰 수 있습니다. 또한 HEMT 구조에서 약 10¹³ cm⁻²의 고밀도 2차원 전자 가스를 얻을 수 있어 전류 밀도도 크고, GaAs보다 몇 배의 전력 밀도를 얻을 수 있습니다. 휴대전화 기지국, 레이더, 위성통신의 전력 증폭기 등에 사용됩니다.

해설 속 GaN(窒化ガリウム)

GaN은 고온·고압에서도 분해되기 쉬워 융액에서 결정을 끌어올릴 수 없으므로, 대구경의 저렴한 GaN 기판을 만들기 어려워 다른 재료의 기판 위에 에피택셜 성장시킵니다.
GaN 디바이스에서 GaN층을 성장시키는 기판으로 일반적으로 사용되는 것은?
GaN은 절연 파괴 전계가 Si의 약 10배로 높아 높은 전압에서 동작할 수 있고, 전자의 포화 속도도 약 2.5×10⁷ cm/s로 높아 고주파에서 큰 전력을 다룰 수 있습니다.
GaN이 고주파·고출력 트랜지스터에 적합한 이유로 올바른 것은?
고출력 GaN HEMT는 게이트 부근에 열이 집중되며, 온도가 오르면 성능과 수명이 저하됩니다.
GaN HEMT의 기판으로 SiC가 사용되는 주된 이유 중 하나는?
GaN의 p형화에는 마그네슘이 사용되지만, 억셉터 준위가 가전자대에서 약 0.2 eV로 깊어 실온에서 이온화되는 것은 수 %뿐입니다.
GaN에서 p형층을 만드는 데 사용되는 대표적인 불순물은?
GaN은 일반적으로 육방정 우르차이트형 구조를 취합니다.
GaN의 대표적인 결정 구조는?

GaN(窒化ガリウム)이(가) 나오는 문제 (18)

이 용어가 포함된 비교

SiC와 GaN 전력 소자의 핵심 차이SiC와 GaN 전력 반도체를 표로 비교합니다. 밴드갭, 열전도율, 소자 유형, 전압 범위, 스위칭 주파수, 웨이퍼, 비용, 용도를 다룹니다.