Wat is de belangrijkste uitdaging bij het laten groeien van GaN op een Si-substraat?

Antwoord: B. De verschillen in roosterconstante en thermische uitzettingscoëfficiënt zijn groot, waardoor gemakkelijk dislocaties, scheuren en wafervervorming ontstaan

Het verschil in roosterconstante tussen GaN en silicium is met circa 17% groot, waardoor veel dislocaties ontstaan, en ook de thermische uitzettingscoëfficiënt van GaN is groter. Bij groei boven 1000 °C en afkoelen komt daardoor trekspanning op de film te staan, waardoor gemakkelijk scheuren en een vervorming van de wafer van enkele tientallen µm ontstaan. Daarnaast reageren Ga en Si bij hoge temperatuur met elkaar. Met een AlN-nucleatielaag en een meerlaagse bufferlaag van bijvoorbeeld AlGaN, die de spanning compenseert, is de groei van GaN op 200 mm Si-substraten praktisch toepasbaar geworden.