Çin’in üçüncü nesil yarı iletken atılımı dengeleri değiştirebilir

GaN üretimindeki kusurların arkasındaki sebep
GaN neden önemli?
Yorumlar

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

Çin’in üçüncü nesil yarı iletken atılımı dengeleri değiştirebilir — Çinli araştırmacılar, gelişmiş elektroniklerde devrim yaratabilecek üçüncü nesil yarı iletken malzeme olan **galyum nitrürün** (GaN) üretimindeki **temel kusur kaynağını** keşfetti. Özellikle askeri uygulamalar için kritik öneme sahip olan bu gelişme, Çin’in teknoloji alanındaki küresel rekabet gücünü artırabilir.

GaN üretimindeki kusurların arkasındaki sebep

Pekin Üniversitesi’nden Profesör Huang Bing liderliğindeki ekip, GaN kristal büyümesi sırasında oluşan kusurların ana nedenini belirledi. Sorunun, kristal yapıyı bozarak sızıntıya ve düşük performansa yol açan yer değiştirme kusurlarından kaynaklandığını buldular. Ekip bu kusurları GaN'ın altıgen bir atomik yapıya sahip olması nedeniyle buldu, bu da onu silikonun kübik yapısından farklı kılıyor.

Araştırma ekibi, atomik ölçekli kusurları tespit etmek için Taramalı-Geçirimli Elektron Mikroskobu (STEM) teknolojisini kullandı. Ekip, “Fermi seviyesi ayarı” adı verilen bir yöntemle kusurların oluşumunu kontrol edebileceklerini keşfetti. Elektronların enerji seviyelerini değiştirerek, GaN kristalindeki yapısal kusurları en aza indirmeyi başardılar.

Profesör Huang Bing, “Geleneksel kusur azaltma yöntemleri genellikle farklı alt tabakalar kullanmak veya kristalleşme sıcaklıklarını ayarlamak gibi yüzeysel çözümler kullanılıyor. Ancak bu yaklaşımlar yalnızca semptomları ele alıyor, nedeni değil” dedi.

GaN neden önemli?

GaN, 5G baz istasyonları, radar sistemleri, askeri haberleşme, havacılık ve elektronik harp sistemlerinde yaygın olarak kullanılıyor. Yüksek voltaj, frekans ve sıcaklık koşullarında çalışabilmesi, onu silikonun yerine tercih edilen bir malzeme haline getiriyor.

ABD gibi büyük güçler, gelişmiş çip üretiminde GaN teknolojisine büyük ölçüde bağımlı. Ancak Çin, küresel galyum üretiminin yaklaşık %98’ini kontrol ediyor ve yakın zamanda bu elementin ihracatını yasakladı. Bu durum, ABD’nin (özellikle Pentagon’un) uygun maliyetli GaN çipleri tedarik etmesini zorlaştırarak maliyetleri artırdı.