GaN prestatzeko zailtasunak

Hirugarren belaunaldiko material erdieroale gisa, galio nitruroa sarritan konparatzen daSilizio karburoa. Galio nitruroak oraindik ere bere nagusitasuna erakusten du banda-gap handiarekin, matxura-tentsio altuarekin, eroankortasun termiko altuarekin, saturatuen elektroien desbideratze-abiadura altuarekin eta erradiazio-erresistentzia sendoarekin. Baina ukaezina da, Silizio Karburoak bezala, Galio Nitruroak ere hainbat zailtasun tekniko dituela.

Substratu materialaren arazoa

Substratuaren eta film-sarearen arteko bat etortze-mailak GaN filmaren kalitatea eragiten du. Gaur egun, gehien erabiltzen den substratua zafiroa da (Al2O3). Material mota hau oso erabilia da prestaketa sinpleagatik, prezio baxuagatik, egonkortasun termiko onagatik eta tamaina handiko filmak hazteko erabil daiteke. Hala ere, galio nitruroarekiko sare konstantean eta hedapen koefiziente linealaren alde handia dela eta, prestaturiko galio nitruroaren filmak akatsak izan ditzake, hala nola pitzadurak. Bestalde, substratuaren kristal bakarra konpondu ez denez, akats heteroepitaxialaren dentsitatea nahiko altua da eta galio nitruroaren polaritatea handiegia da, zaila da metal-erdieroale kontaktu ohmiko ona lortzea doping handiaren bidez, beraz, prozesuaren fabrikazioa konplexuagoa da.

Galio nitruroa filma prestatzeko arazoak

GaN film meheak prestatzeko metodo tradizional nagusiak MOCVD (metal organiko lurrun-deposizioa), MBE (molecular beam epitaxia) eta HVPE (hidruro-lurrun-fasearen epitaxia) dira. Horien artean, MOCVD metodoak irteera handia eta hazkuntza-ziklo laburra du, hau da, masa-ekoizpenerako egokia da, baina hazi ondoren errekostea beharrezkoa da, eta ondoriozko pelikulak pitzadurak izan ditzake, eta horrek produktuaren kalitatean eragingo du; MBE metodoa GaN film kopuru txiki bat aldi berean prestatzeko bakarrik erabil daiteke eta ezin da eskala handiko ekoizpenerako erabili; HVPE metodoaren bidez sortutako GaN kristalak kalitate hobekoak dira eta azkarrago hazten dira tenperatura altuagoetan, baina tenperatura altuko erreakzioak baldintza nahiko handiak ditu ekoizpen ekipamendurako, ekoizpen kostuetarako eta teknologiarako.