오사카 시립대학에 따르면 "연구원들은 실온에서 다이아몬드와 GaN을 직접 결합하는 데 성공했으며 결합이 1,000℃의 열처리를 견딜 수 있음을 보여 GaN 기반 장치의 고온 제조 공정에 이상적"이라고 밝혔다. , 프로젝트의 집.
당연히, 어떤 형태의 전이 또는 접착층을 사용하여 다이아몬드 상의 GaN을 생성하려는 시도가 이미 이루어졌지만 추가 층이 열 전도성을 방해하고 "결정 구조와 격자 상수의 큰 차이로 인해 직접 다이아몬드 성장 GaN 및 그 반대의 경우는 불가능합니다.”라고 OCU 엔지니어 Jianbo Liang이 말했습니다.
고온(일반적으로 500℃) 웨이퍼 직접 접합이 가능했지만 열 불일치로 인해 접합 결과가 깨졌습니다.
연구팀은 “GaN의 화학적 성질이 과거에 사용했던 물질과 완전히 다르기 때문에 SAB를 사용하여 GaN-on-diamond 물질을 만든 후 접합 부위의 안정성을 테스트하기 위해 다양한 기술을 사용했다”고 말했다. OCU가 말했다.
그들은 GaN 다이아몬드의 구조와 원자 거동을 평가하기 위해 라만 분광법, 투과 전자 현미경 및 에너지 분산 x-선 분광법을 사용했습니다. 전자 에너지 손실 분광법을 사용하여 탄소 원자가 어떻게 결합했는지 확인한 다음 GaN 전원 장치를 만들 때 요구되는 질소 내 700℃에서 접합부의 안정성을 테스트했습니다.
어닐링 온도가 증가함에 따라 비정질 탄소가 다이아몬드로 변하면서 층이 더 얇아졌습니다.
동료 엔지니어인 Naoteru Shigekawa 교수는 1,000℃에서 어닐링 후 층이 1.5nm로 감소하여 "어닐링 공정을 최적화함으로써 중간층을 완전히 제거할 수 있음을 시사한다"고 말했습니다.
Liang은 "1000℃에서 어닐링한 후 이종 계면에서 박리가 관찰되지 않았기 때문에 이러한 결과는 GaN-다이아몬드 계면이 가혹한 제조 공정을 견딜 수 있음을 나타냅니다."라고 말했습니다.
이 작업은 Advanced Materials에 '고효율 소자 설계를 위한 GaN/다이아몬드 이종계면 및 계면 화학 결합 상태의 제작'으로 보고되었습니다.
오사카 시립 대학은 도호쿠 대학, 사가 대학 및 Adamant Namiki Precision Jewel과 협력했습니다.