GaN Crystal Growth metodoa

Tamaina handiko GaN kristal bakarreko substratuak ekoizten direnean, gaur egun HVPE da merkaturatzeko aukerarik onena. Hala ere, hazitako GaN-aren atzeko eramailearen kontzentrazioa ezin da zehatz-mehatz kontrolatu. MOCVD hazteko metodorik helduena da gaur egun, baina erronkak ditu, hala nola lehengai garestiak. Hazkuntzarako metodo amonotermikoaGaNhazkunde egonkorra eta orekatua eta kristalaren kalitate handia eskaintzen ditu, baina bere hazkunde-tasa motelegia da eskala handiko hazkuntza komertziala izateko. Disolbatzaile-metodoak ezin du nukleazio-prozesua zehatz kontrolatu, baina dislokazio-dentsitate txikia eta etorkizuneko garapenerako potentzial handia du. Beste metodo batzuek, hala nola, geruza atomikoaren deposizioa eta magnetron sputtering, beren abantailak eta desabantailak dituzte.

HVPE metodoa

HVPE Hydride Vapor Phase Epitaxy deritzo. Hazkunde azkarraren eta tamaina handiko kristalen abantailak ditu. Gaur egungo prozesuko teknologiarik helduenetako bat ez ezik, komertzialki hornitzeko metodo nagusia ere badaGaN kristal bakarreko substratuak. 1992an, Detchprohm et al. lehen HVPE erabili zuen GaN film meheak (400 nm) hazteko, eta HVPE metodoak arreta handia jaso du.

Lehenik eta behin, iturriaren eremuan, HCl gasak Ga likidoarekin erreakzionatzen du galio-iturria (GaCl3) sortzeko, eta produktua deposizio-eremura garraiatzen da N2 eta H2rekin batera. Deposizio-eremuan, Ga iturriak eta N iturriak (NH3 gaseosoa) erreakzionatzen dute GaN (solidoa) sortzeko tenperatura 1000 °C-ra iristen denean. Orokorrean, GaN-ren hazkunde-tasa eragiten duten faktoreak HCl gasa eta NH3 dira. Gaur egun, hazkunde egonkorra helburuGaNHVPE ekipamendua hobetuz eta optimizatuz eta hazkuntza-baldintzak hobetuz lor daiteke.

HVPE metodoa heldua da eta hazkunde-tasa azkarra du, baina hazitako kristalen kalitate baxuko etekina eta produktuaren koherentzia eskasa ditu. Arrazoi teknikoak direla eta, merkatuko enpresek, oro har, hazkunde heteroepitaxiala hartzen dute. Hazkunde heteroepitaxiala, oro har, GaN kristal bakarreko substratu batean bereizten da, bereizketa-teknologia erabiliz, esate baterako, deskonposizio termikoa, laser-altxaketa edo grabaketa kimikoa zafiroan edo Si-n hazi ondoren.

MOCVD metodoa

MOCVD konposatu organiko metalikoen lurrun-deposizio deritzo. Hazkunde-tasa egonkorra eta hazkunde-kalitate onaren abantailak ditu, eskala handiko ekoizpenerako egokia. Gaur egun teknologiarik helduena da eta ekoizpenean gehien erabiltzen den teknologietako bat bihurtu da. MOCVD Mannaceviten jakintsuek proposatu zuten lehen aldiz 1960ko hamarkadan. 1980ko hamarkadan, teknologia heldua eta perfektua bihurtu zen.

ren hazkundeaGaNMOCVD-ko kristal bakarreko materialek trimethylgallium (TMGa) edo triethylgallium (TEGa) erabiltzen dituzte batez ere galio iturri gisa. Biak likidoak dira giro-tenperaturan. Urtze-puntua bezalako faktoreak kontuan hartuta, egungo merkatu gehienek TMGa erabiltzen dute galio iturri gisa, NH3 erreakzio gas gisa eta purutasun handiko N2 gas eramaile gisa. Tenperatura altuetan (600 ~ 1300 ℃) baldintzetan, geruza meheko GaN ondo prestatzen da zafiroaren substratuetan.

Hazkuntzarako MOCVD metodoaGaNproduktuaren kalitate bikaina, hazkuntza-ziklo laburra eta etekin handia ditu, baina lehengai garestien desabantailak ditu eta erreakzio-prozesuaren kontrol zehatzaren beharra dauka.