2. Fás scannán tanaí epitaxial
Soláthraíonn an tsubstráit ciseal tacaíochta fisiceach nó ciseal seoltaí le haghaidh feistí cumhachta Ga2O3. Is é an chéad chiseal tábhachtach eile an ciseal cainéal nó an ciseal epitaxial a úsáidtear le haghaidh friotaíocht voltais agus iompar iompróra. D'fhonn an voltas miondealaithe a mhéadú agus an fhriotaíocht seolta a íoslaghdú, tá tiús inrialaithe agus tiúchan dópála, chomh maith le cáilíocht ábhair is fearr, roinnt réamhriachtanais. De ghnáth déantar sraitheanna epitaxial ardchaighdeáin Ga2O3 a thaisceadh ag baint úsáide as epitaxy léas móilíneach (MBE), sil-leagan gaile ceimiceach orgánach miotail (MOCVD), sil-leagan gaile hailíde (HVPE), sil-leagadh léasair bíogach (PLD), agus teicnící sil-leagain atá bunaithe ar CVD ceo.
Tábla 2 Roinnt teicneolaíochtaí epitaxial ionadaíocha
2.1 modh MBE
Tá cáil ar theicneolaíocht MBE mar gheall ar a cumas chun scannáin β-Ga2O3 ardchaighdeáin, saor ó locht a fhás le dópáil inrialaithe n-cineál mar gheall ar a dtimpeallacht fholús ultra-ard agus íonacht ard ábhar. Mar thoradh air sin, tá sé ar cheann de na teicneolaíochtaí taiscthe scannáin tanaí β-Ga2O3 is forleithne a ndearnadh staidéar orthu agus a d'fhéadfadh a bheith tráchtálaithe. Ina theannta sin, d'éirigh leis an modh MBE ciseal tanaí scannáin ardcháilíochta, íseal-dhópáilte β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 a ullmhú. Is féidir le MBE monatóireacht a dhéanamh ar struchtúr dromchla agus ar mhoirfeolaíocht i bhfíor-am le cruinneas ciseal adamhach trí úsáid a bhaint as díraonadh leictreoin ardfhuinnimh machnaimh (RHEED). Mar sin féin, tá go leor dúshláin fós ag scannáin β-Ga2O3 a fhástar ag baint úsáide as teicneolaíocht MBE, mar shampla ráta fáis íseal agus méid scannán beag. Fuarthas amach sa staidéar go raibh an ráta fáis san ord (010)>(001)>(−201)>(100). Faoi choinníollacha beagán Ga-saibhir de 650 go 750 ° C, taispeánann β-Ga2O3 (010) an fás is fearr le dromchla réidh agus ráta ard fáis. Ag baint úsáide as an modh seo, baineadh amach epitaxy β-Ga2O3 go rathúil le roughness RMS de 0.1 nm. β-Ga2O3 I dtimpeallacht Ga-saibhir, taispeántar scannáin MBE a fhástar ag teochtaí difriúla san fhigiúr. D'éirigh le Novel Crystal Technology Inc. sliseog 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE a tháirgeadh go epitaxially. Soláthraíonn siad foshraitheanna criostail aonair β-Ga2O3 atá dírithe ar ardchaighdeán (010) le tiús 500 μm agus XRD FWHM faoi bhun 150 soicind stua. Tá an tsubstráit Sn dópáilte nó Fe dópáilte. Tá tiúchan dópála de 1E18 go 9E18cm−3 ag an tsubstráit seoltaí Sn-dhópáilte, agus tá friotachas níos airde ná 10E10 Ω cm ag an tsubstráit leath-inslithe iarainndhópáilte.
2.2 modh MOCVD
Úsáideann MOCVD comhdhúile orgánacha miotail mar ábhair réamhtheachtaithe chun scannáin tanaí a fhás, rud a bhaint amach táirgeadh tráchtála ar scála mór. Nuair a bhíonn Ga2O3 ag fás ag baint úsáide as an modh MOCVD, úsáidtear trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) agus Ga (dipentyl glycol formate) mar fhoinse Ga, agus úsáidtear H2O, O2 nó N2O mar fhoinse ocsaigine. Teastaíonn teochtaí arda (>800°C) de ghnáth le húsáid an mhodha seo. Tá an cumas ag an teicneolaíocht seo tiúchan iompróra íseal agus soghluaisteacht leictreon teocht ard agus íseal a bhaint amach, agus mar sin tá tábhacht mhór aige maidir le feistí cumhachta β-Ga2O3 ardfheidhmíochta a réadú. I gcomparáid le modh fáis MBE, tá buntáiste ag MOCVD rátaí fáis an-ard de scannáin β-Ga2O3 a bhaint amach mar gheall ar shaintréithe fáis ardteochta agus imoibrithe ceimiceacha.
Fíor 7 β-Ga2O3 (010) íomhá AFM
Fíor 8 β-Ga2O3 An gaol idir μ agus friotaíocht bileog arna thomhas ag Halla agus ag teocht
2.3 modh HVPE
Is teicneolaíocht epitaxial aibí é HVPE agus baineadh úsáid as go forleathan i bhfás epitaxial leathsheoltóirí cumaisc III-V. HVPE is eol do a chostas táirgthe íseal, ráta fáis tapa, agus tiús scannán ard. Ba chóir a thabhairt faoi deara go léiríonn HVPEβ-Ga2O3 de ghnáth moirfeolaíocht garbh dromchla agus ard-dlús lochtanna dromchla agus claiseanna. Dá bhrí sin, tá gá le próisis snasta ceimiceacha agus meicniúla sula ndéantar an gléas a mhonarú. De ghnáth úsáideann teicneolaíocht HVPE le haghaidh epitaxy β-Ga2O3 GaCl gásach agus O2 mar réamhtheachtaithe chun imoibriú ardteochta an maitrís (001) β-Ga2O3 a chur chun cinn. Taispeánann Figiúr 9 riocht dromchla agus ráta fáis an scannáin epitaxial mar fheidhm teochta. Le blianta beaga anuas, tá rath tráchtála suntasach bainte amach ag Novel Crystal Technology Inc. na Seapáine i HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, le tiús ciseal epitaxial de 5 go 10 μm agus méideanna wafer de 2 agus 4 orlach. Ina theannta sin, tá 20 μm tiubh HVPE β-Ga2O3 sliseog homoepitaxial arna dtáirgeadh ag China Electronics Technology Group Corporation tar éis dul isteach sa chéim tráchtálaithe freisin.
Fíor 9 Modh HVPE β-Ga2O3
2.4 modh PLD
Úsáidtear teicneolaíocht PLD go príomha chun scannáin ocsaíd casta agus heterostructures a thaisceadh. Le linn an phróisis fáis PLD, déantar fuinneamh an fhótóin a chomhcheangal leis an spriocábhar tríd an bpróiseas astaithe leictreon. I gcodarsnacht le MBE, cruthaítear cáithníní foinse PLD trí radaíocht léasair le fuinneamh an-ard (>100 eV) agus ina dhiaidh sin a thaisceadh ar fhoshraith téite. Mar sin féin, le linn an phróisis ablation, beidh tionchar díreach ag roinnt cáithníní ardfhuinnimh ar dhromchla an ábhair, ag cruthú lochtanna pointe agus mar sin laghdófar cáilíocht an scannáin. Cosúil leis an modh MBE, is féidir RHEED a úsáid chun monatóireacht a dhéanamh ar struchtúr dromchla agus ar mhoirfeolaíocht an ábhair i bhfíor-am le linn phróiseas taisce PLD β-Ga2O3, rud a ligeann do thaighdeoirí faisnéis fáis a fháil go cruinn. Táthar ag súil go bhfásfaidh an modh PLD scannáin β-Ga2O3 an-seoltaí, rud a fhágann gur réiteach teagmhála ohmic optamaithe é i bhfeistí cumhachta Ga2O3.
Fíor 10 Íomhá AFM de Si doped Ga2O3
2.5 modh MIST-CVD
Is teicneolaíocht fáis scannán tanaí atá réasúnta simplí agus éifeachtach ó thaobh costais é MIST-CVD. Is éard atá i gceist leis an modh CVD seo ná frithghníomhú réamhtheachtaithe adamhach a spraeáil ar fhoshraith chun sil-leagan tanaí scannáin a bhaint amach. Mar sin féin, go dtí seo, tá Ga2O3 tar éis fás ag baint úsáide as ceo CVD fós in easnamh ar airíonna leictreacha maith, rud a fhágann go leor seomra le feabhsú agus leas iomlán a bhaint amach anseo.
Am postála: Bealtaine-30-2024