Metode Pertumbuhan Kristal GaN

Nalika ngasilake substrat kristal tunggal GaN ukuran gedhe, HVPE saiki dadi pilihan sing paling apik kanggo komersialisasi. Nanging, konsentrasi pembawa mburi saka GaN thukul ora bisa dikontrol kanthi tepat. MOCVD minangka cara pertumbuhan sing paling diwasa saiki, nanging ngadhepi tantangan kayata bahan mentah sing larang. Metode ammonothermal kanggo tuwuhGannawakake wutah stabil lan imbang lan kualitas kristal dhuwur, nanging tingkat wutah banget alon kanggo wutah komersial gedhe-ukuran. Cara pelarut ora bisa ngontrol proses nukleasi, nanging nduweni kapadhetan dislokasi sing kurang lan potensial gedhe kanggo pangembangan mangsa ngarep. Cara liya, kayata deposisi lapisan atom lan sputtering magnetron, uga duwe kaluwihan lan kekurangane dhewe.

metode HVPE

HVPE diarani Hydride Vapor Phase Epitaxy. Nduweni kaluwihan saka tingkat wutah cepet lan kristal ukuran gedhe. Iku ora mung salah siji saka teknologi paling diwasa ing proses saiki, nanging uga cara utama kanggo nyediakake komersial.substrat kristal tunggal Gan. Ing taun 1992, Detchprohm et al. pisanan digunakake HVPE kanggo tuwuh film tipis GaN (400 nm), lan cara HVPE wis ditampa manungsa waé nyebar.

Kaping pisanan, ing area sumber, gas HCl bereaksi karo Ga cair kanggo ngasilake sumber gallium (GaCl3), lan produk kasebut diangkut menyang area deposisi bebarengan karo N2 lan H2. Ing wilayah deposisi, sumber Ga lan sumber N (gas NH3) bereaksi kanggo ngasilake GaN (padat) nalika suhu tekan 1000 °C. Umumé, faktor sing mengaruhi tingkat wutah GaN yaiku gas HCl lan NH3. Saiki, tujuan wutah stabil sakaGanbisa digayuh kanthi nambah lan ngoptimalake peralatan HVPE lan ningkatake kahanan wutah.

Cara HVPE wis diwasa lan nduweni tingkat pertumbuhan sing cepet, nanging nduweni kekurangan ngasilake kualitas kristal sing kurang lan konsistensi produk sing kurang. Amarga alasan teknis, perusahaan ing pasar umume nggunakake wutah heteroepitaxial. Wutah Heteroepitaxial umume ditindakake kanthi misahake GaN dadi substrat kristal tunggal nggunakake teknologi pamisahan kayata dekomposisi termal, laser lift-off, utawa etsa kimia sawise tuwuh ing sapir utawa Si.

Metode MOCVD

MOCVD diarani deposisi uap senyawa organik logam. Wis kaluwihan saka tingkat wutah stabil lan kualitas wutah apik, cocok kanggo produksi gedhe-ukuran. Iki minangka teknologi sing paling diwasa saiki lan wis dadi salah sawijining teknologi sing paling akeh digunakake ing produksi. MOCVD pisanan diusulake dening sarjana Mannacevit ing taun 1960-an. Ing taun 1980-an, teknologi kasebut dadi diwasa lan sampurna.

Wutah sakaGanbahan kristal tunggal ing MOCVD utamané nggunakake trimethylgallium (TMGa) utawa triethylgallium (TEGa) minangka sumber gallium. Loro-lorone cair ing suhu kamar. Nganggep faktor kayata titik lebur, umume pasar saiki nggunakake TMGa minangka sumber galium, NH3 minangka gas reaksi, lan N2 kemurnian dhuwur minangka gas pembawa. Ing kahanan suhu dhuwur (600 ~ 1300 ℃), lapisan tipis GaN kasil disiapake ing substrat sapir.

Metode MOCVD kanggo tuwuhGannduweni kualitas produk sing apik banget, siklus wutah sing cendhak lan ngasilake dhuwur, nanging nduweni kekurangan bahan mentah sing larang lan perlu kanggo ngontrol proses reaksi sing tepat.