3. Epitaxial kwasans fim mens
Substra a bay yon kouch sipò fizik oswa yon kouch kondiktif pou aparèy pouvwa Ga2O3. Pwochen kouch enpòtan an se kouch chanèl la oswa kouch epitaxial yo itilize pou rezistans vòltaj ak transpò konpayi asirans. Yo nan lòd yo ogmante vòltaj pann ak minimize rezistans kondiksyon, epesè kontwole ak konsantrasyon dopan, osi byen ke bon jan kalite materyèl optimal, se kèk kondisyon. Kouch epitaxial Ga2O3 kalite siperyè yo anjeneral depoze lè l sèvi avèk epitaksi molekilè gwo bout bwa (MBE), metal òganik chimik depo vapè (MOCVD), depo vapè halogen (HVPE), depozisyon lazè enpulsyonèl (PLD), ak bwouya CVD ki baze sou teknik depo.
Tablo 2 Gen kèk teknoloji epitaksyal reprezantan
3.1 MBE metòd
Teknoloji MBE se renome pou kapasite li yo grandi bon jan kalite, fim β-Ga2O3 san defo ak dopaj n-tip kontwole akòz anviwònman vakyòm ultra-segondè li yo ak pite materyèl segondè. Kòm yon rezilta, li te vin youn nan pi lajman etidye ak potansyèlman komèsyalize β-Ga2O3 teknoloji depo fim mens. Anplis de sa, metòd la MBE tou prepare avèk siksè yon kouch fim mens β-(AlXGa1-X) 2O3 / Ga2O3 eterostruktur ki ba-dope. MBE ka kontwole estrikti sifas ak mòfoloji an tan reyèl ak presizyon kouch atomik lè l sèvi avèk refleksyon segondè enèji difraksyon elèktron (RHEED). Sepandan, fim β-Ga2O3 grandi lè l sèvi avèk teknoloji MBE toujou fè fas a anpil defi, tankou to kwasans ki ba ak ti gwosè fim. Etid la te jwenn ke to kwasans lan te nan lòd (010)>(001)>(−201)>(100). Anba kondisyon yon ti kras Ga ki rich nan 650 a 750 ° C, β-Ga2O3 (010) montre kwasans optimal ak yon sifas ki lis ak to kwasans segondè. Sèvi ak metòd sa a, epitaksi β-Ga2O3 te reyalize avèk siksè ak yon brutality RMS nan 0.1 nm. β-Ga2O3 Nan yon anviwònman ki rich ak Ga, fim MBE ki grandi nan diferan tanperati yo montre nan figi a. Novel Crystal Technology Inc. te avèk siksè pwodwi epitaxial 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE wafers. Yo bay bon jan kalite segondè (010) oryante β-Ga2O3 substrats kristal sèl ak yon epesè nan 500 μm ak XRD FWHM anba a 150 segonn arc. Substra a se Sn dope oswa Fe dope. Substra konduktif Sn-dope a gen yon konsantrasyon dopan nan 1E18 a 9E18cm-3, pandan y ap substra semi-izolasyon fè-dope a gen yon rezistans ki pi wo pase 10E10 Ω cm.
3.2 metòd MOCVD
MOCVD itilize konpoze òganik metal kòm materyèl précurseur pou grandi fim mens, kidonk reyalize gwo echèl pwodiksyon komèsyal yo. Lè w ap grandi Ga2O3 lè l sèvi avèk metòd MOCVD, trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) ak Ga (dipentyl glycol formate) yo anjeneral itilize kòm sous Ga, pandan y ap H2O, O2 oswa N2O yo itilize kòm sous oksijèn. Kwasans lè l sèvi avèk metòd sa a jeneralman mande pou tanperati ki wo (> 800 ° C). Teknoloji sa a gen potansyèl pou reyalize konsantrasyon konpayi asirans ki ba ak mobilite elèktron tanperati ki wo ak ba, kidonk li gen gwo siyifikasyon nan reyalizasyon segondè-pèfòmans aparèy pouvwa β-Ga2O3. Konpare ak metòd kwasans MBE a, MOCVD gen avantaj nan reyalize to kwasans trè wo nan fim β-Ga2O3 akòz karakteristik kwasans wo-tanperati ak reyaksyon chimik.
Figi 7 β-Ga2O3 (010) AFM imaj
Figi 8 β-Ga2O3 Relasyon ant μand rezistans fèy mezire pa Hall ak tanperati
3.3 HVPE metòd
HVPE se yon teknoloji epitaxial ki gen matirite e li te lajman itilize nan kwasans epitaxial III-V semi-conducteurs konpoze. HVPE se li te ye pou pri pwodiksyon ki ba li yo, to kwasans rapid, ak gwo epesè fim. Li ta dwe remake ke HVPEβ-Ga2O3 anjeneral montre mòfoloji sifas ki graj ak gwo dansite nan domaj sifas ak twou. Se poutèt sa, pwosesis polisaj chimik ak mekanik yo obligatwa anvan fabrike aparèy la. Teknoloji HVPE pou epitaksi β-Ga2O3 anjeneral itilize gaz GaCl ak O2 kòm précurseurs pou ankouraje reyaksyon wo-tanperati matris β-Ga2O3 (001). Figi 9 montre kondisyon sifas ak to kwasans fim epitaxial la kòm yon fonksyon tanperati. Nan dènye ane yo, Novel Crystal Technology Inc. Japon an te reyalize siksè komèsyal enpòtan nan HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, ak epesè kouch epitaxial nan 5 a 10 μm ak gwosè wafer nan 2 ak 4 pous. Anplis de sa, 20 μm epè HVPE β-Ga2O3 omoepitaxial wafers ki te pwodwi pa Lachin Elektwonik Teknoloji Group Corporation te tou antre nan etap nan komèsyalizasyon.
Figi 9 HVPE metòd β-Ga2O3
3.4 PLD metòd
Teknoloji PLD se sitou itilize pou depoze fim oksid konplèks ak heterostructures. Pandan pwosesis kwasans PLD la, enèji foton makonnen ak materyèl sib la atravè pwosesis emisyon elektwon an. Kontrèman ak MBE, patikil sous PLD yo fòme pa radyasyon lazè ak enèji trè wo (> 100 eV) epi imedyatman depoze sou yon substra chofe. Sepandan, pandan pwosesis ablasyon an, kèk patikil ki gen gwo enèji pral afekte dirèkteman sifas materyèl la, sa ki lakòz domaj nan pwen e konsa diminye bon jan kalite a nan fim nan. Menm jan ak metòd MBE a, RHEED ka itilize pou kontwole estrikti sifas ak mòfoloji materyèl la an tan reyèl pandan pwosesis depo PLD β-Ga2O3, sa ki pèmèt chèchè yo jwenn enfòmasyon sou kwasans avèk presizyon. Metòd PLD espere grandi fim β-Ga2O3 trè kondiktif, sa ki fè li yon solisyon kontak optimize ohmik nan aparèy pouvwa Ga2O3.
Figi 10 AFM imaj Si dope Ga2O3
3.5 MIST-CVD metòd
MIST-CVD se yon teknoloji kwasans fim mens relativman senp ak pri-efikas. Metòd CVD sa a enplike nan reyaksyon flite yon précurseur atomize sou yon substra pou reyalize depo fim mens. Sepandan, byen lwen tèlman, Ga2O3 grandi lè l sèvi avèk brouyar CVD toujou manke bon pwopriyete elektrik, ki kite anpil plas pou amelyorasyon ak optimize nan tan kap vini an.
Lè poste: Me-30-2024