מבוא קצר למוליכים למחצה GaN מהדור השלישי וטכנולוגיה אפיטקסיאלית קשורה

1. מוליכים למחצה מהדור השלישי

טכנולוגיית המוליכים למחצה מהדור הראשון פותחה על בסיס חומרים מוליכים למחצה כמו Si ו-Ge. זהו הבסיס החומרי לפיתוח טרנזיסטורים וטכנולוגיית מעגלים משולבים. חומרי המוליכים למחצה מהדור הראשון הניחו את הבסיס לתעשיית האלקטרוניקה במאה ה-20 והם החומרים הבסיסיים לטכנולוגיית מעגלים משולבים.

חומרי המוליכים למחצה מהדור השני כוללים בעיקר גליום ארסניד, אינדיום פוספיד, גליום פוספיד, אינדיום ארסניד, אלומיניום ארסניד ותרכובותיהם הטרינריות. חומרי המוליכים למחצה מהדור השני הם הבסיס של תעשיית המידע האופטו-אלקטרונית. על בסיס זה פותחו תעשיות קשורות כמו תאורה, תצוגה, לייזר ופוטו-וולטאים. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות טכנולוגיות מידע ותצוגות אופטו-אלקטרוניות עכשוויות.

חומרים מייצגים של חומרים מוליכים למחצה מהדור השלישי כוללים גליום ניטריד וסיליקון קרביד. בשל פער הפס הרחב שלהם, מהירות הסחף הגבוהה של רווית האלקטרונים, מוליכות תרמית גבוהה וחוזק שדה פירוק גבוה, הם חומרים אידיאליים להכנת מכשירים אלקטרוניים בעלי צפיפות הספק גבוהה, בתדר גבוה ובהפסד נמוך. ביניהם, להתקני כוח סיליקון קרביד יש את היתרונות של צפיפות אנרגיה גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה וגודל קטן, ויש להם סיכויי יישום רחבים בכלי רכב אנרגיה חדשים, פוטו-וולטאים, תחבורה ברכבת, ביג דאטה ותחומים אחרים. למכשירי גליום ניטריד RF יש את היתרונות של תדר גבוה, הספק גבוה, רוחב פס רחב, צריכת חשמל נמוכה וגודל קטן, ויש להם סיכויי יישום רחבים בתקשורת 5G, האינטרנט של הדברים, מכ"ם צבאי ותחומים נוספים. בנוסף, התקני כוח מבוססי גליום ניטריד היו בשימוש נרחב בתחום המתח הנמוך. בנוסף, בשנים האחרונות, חומרי תחמוצת גליום המתעוררים צפויים ליצור השלמה טכנית עם טכנולוגיות SiC ו- GaN קיימות, ובעלי סיכויי יישום פוטנציאליים בתחומי התדר הנמוך והמתח הגבוה.

בהשוואה לחומרי מוליכים למחצה מהדור השני, לחומרי המוליכים למחצה מהדור השלישי יש רוחב פס רחב יותר (רוחב הפס של Si, חומר טיפוסי של חומר המוליכים למחצה מהדור הראשון, הוא בערך 1.1eV, רוחב הפס של GaAs, אופייני החומר של חומר המוליכים למחצה מהדור השני, הוא בערך 1.42eV, ורוחב הפס של GaN, חומר אופייני לחומר המוליכים למחצה מהדור השלישי, הוא מעל 2.3eV), התנגדות קרינה חזקה יותר, התנגדות חזקה יותר להתמוטטות שדה חשמלי, ו עמידות בטמפרטורה גבוהה יותר. חומרי המוליכים למחצה מהדור השלישי עם רוחב פס רחב יותר מתאימים במיוחד לייצור מכשירים אלקטרוניים עמידים לקרינה, בתדר גבוה, בהספק גבוה ובצפיפות אינטגרציה גבוהה. היישומים שלהם במכשירי תדר רדיו במיקרוגל, לדים, לייזרים, מכשירי חשמל ותחומים אחרים משכו תשומת לב רבה, והם הראו סיכויי פיתוח רחבים בתקשורת סלולרית, רשתות חכמות, מעבר רכבות, רכבי אנרגיה חדשים, מוצרי צריכה ואולטרה סגול וכחול -מכשירי אור ירוק [1].

מקור תמונה: CASA, Zheshang Securities Research Institute

איור 1 סולם זמן ותחזית של מכשיר כוח GaN

II מבנה ומאפייני החומר של GaN

GaN הוא מוליך למחצה ישיר בפער פס. רוחב הפס של מבנה הוורציט בטמפרטורת החדר הוא כ-3.26eV. לחומרי GaN שלושה מבני גביש עיקריים, כלומר מבנה וורציט, מבנה ספלריט ומבנה מלח סלע. ביניהם, מבנה הוורציט הוא מבנה הגביש היציב ביותר. איור 2 הוא תרשים של מבנה הוורציט המשושה של GaN. מבנה הוורציט של חומר GaN שייך למבנה משושה צפוף. לכל תא יחידה יש ​​12 אטומים, כולל 6 אטומי N ו-6 אטומי Ga. כל אטום Ga (N) יוצר קשר עם 4 אטומי ה-N (Ga) הקרובים ביותר והוא מוערם בסדר של ABABAB... לאורך הכיוון [0001] [2].

איור 2 מבנה וורציט דיאגרמת תא גביש GaN

III מצעים נפוצים עבור אפיטקסיה GaN

נראה כי אפיטקסיה הומוגנית על מצעי GaN היא הבחירה הטובה ביותר לאפיטקסיה GaN. עם זאת, בשל אנרגיית הקשר הגדולה של GaN, כאשר הטמפרטורה מגיעה לנקודת התכה של 2500℃, לחץ הפירוק המקביל שלה הוא כ-4.5GPa. כאשר לחץ הפירוק נמוך מלחץ זה, GaN אינו נמס אלא מתפרק ישירות. זה הופך את טכנולוגיות הכנת המצע הבוגר כגון שיטת צ'וקרלסקי ללא מתאימות להכנה של מצעי גביש בודדים של GaN, מה שהופך את מצעי GaN לקשים לייצור המוני ויקרים. לכן, המצעים הנפוצים בגידול אפיטקסיאלי של GaN הם בעיקר Si, SiC, ספיר וכו' [3].

תרשים 3 GaN ופרמטרים של חומרי מצע נפוצים

אפיטקסיית GaN על ספיר

לספיר תכונות כימיות יציבות, הוא זול ובעל בשלות גבוהה של תעשיית ייצור בקנה מידה גדול. לכן, הוא הפך לאחד מחומרי המצע המוקדמים והנפוצים ביותר בהנדסת מכשירי מוליכים למחצה. בתור אחד מהמצעים הנפוצים עבור אפיטקסיה של GaN, הבעיות העיקריות שצריך לפתור עבור מצעי ספיר הן:

✔ בשל חוסר ההתאמה של הסריג הגדול בין ספיר (Al2O3) ל-GaN (כ-15%), צפיפות הפגם בממשק בין השכבה האפיטקסיאלית למצע גבוהה מאוד. על מנת להפחית את השפעותיו השליליות, יש לעבור על המצע טיפול מקדים מורכב לפני תחילת תהליך האפיטקסיה. לפני גידול GaN epitaxy על מצעי ספיר, יש לנקות תחילה את משטח התשתית בקפדנות כדי להסיר מזהמים, נזקי ליטוש שיוריים וכו', וכדי לייצר מדרגות ומבני משטח שלבים. לאחר מכן, משטח המצע עובר ניטרידה כדי לשנות את תכונות ההרטבה של השכבה האפיטקסיאלית. לבסוף, שכבת חיץ AlN דקה (בדרך כלל בעובי 10-100 ננומטר) צריכה להיות מופקדת על פני המצע ולחישול בטמפרטורה נמוכה כדי להתכונן לצמיחה האפיטקסיאלית הסופית. למרות זאת, צפיפות הנקע בסרטים אפיטקסיאליים של GaN הגדלים על מצעי ספיר עדיין גבוהה מזו של סרטים הומיאפיטקסיאליים (בערך 1010 ס"מ-2, בהשוואה למעשה אפס צפיפות נקע בסרטי סיליקון הומאפיטקסיאליים של סיליקון או סרטים הומיאפיטקסיאליים של גליום ארסניד, או בין 11040 ס"מ. 2). צפיפות הפגמים הגבוהה יותר מפחיתה את ניידות הנשא, ובכך מקצרת את חיי הנשאים של מיעוטים ומפחיתה מוליכות תרמית, כל אלו יפחיתו את ביצועי המכשיר [4];

✔ מקדם ההתפשטות התרמית של ספיר גדול מזה של GaN, כך שלחץ דחיסה דו-צירי ייווצר בשכבה האפיטקסיאלית במהלך תהליך הקירור מטמפרטורת השקיעה לטמפרטורת החדר. עבור סרטים אפיטקסיאליים עבים יותר, מתח זה עלול לגרום לפיצוח של הסרט או אפילו של המצע;

✔ בהשוואה למצעים אחרים, המוליכות התרמית של מצעי ספיר נמוכה יותר (כ-0.25W*cm-1*K-1 ב-100℃), וביצועי פיזור החום גרועים;

✔ בשל המוליכות הירודה שלו, מצעי ספיר אינם מתאימים לשילובם וליישום שלהם עם התקני מוליכים למחצה אחרים.

למרות שצפיפות הפגמים של שכבות אפיטקסיות GaN הגדלות על מצעי ספיר היא גבוהה, נראה שהיא לא מפחיתה משמעותית את הביצועים האופטואלקטרוניים של נוריות LED כחולות-ירקות מבוססות GaN, כך שמצעי ספיר הם עדיין מצעים נפוצים עבור נוריות LED מבוססות GaN.

עם הפיתוח של יישומים חדשים נוספים של מכשירי GaN כגון לייזרים או מכשירי כוח אחרים בצפיפות גבוהה, הפגמים המובנים של מצעי ספיר הפכו יותר ויותר למגבלה על היישום שלהם. בנוסף, עם הפיתוח של טכנולוגיית גידול מצעי SiC, הפחתת עלויות והבשלה של טכנולוגיית אפיטקסיאלית GaN על מצעי Si, מחקר נוסף על גידול שכבות אפיטקסיות GaN על מצעי ספיר הראה בהדרגה מגמת קירור.

אפיטקסיית GaN על SiC

בהשוואה לספיר, למצעי SiC (גבישים 4H ו-6H) יש חוסר התאמה סריג קטן יותר עם שכבות אפיטקסיאליות GaN (3.1%, שווה ערך לסרטים אפיטקסיאליים מכוונים [0001]), מוליכות תרמית גבוהה יותר (כ-3.8W*cm-1*K -1) וכו' בנוסף, המוליכות של מצעי SiC מאפשרת גם ליצור מגעים חשמליים בגב המצע, מה שעוזר לפשט את מבנה המכשיר. קיומם של יתרונות אלו משך יותר ויותר חוקרים לעבוד על אפיטקסיה של GaN על מצעי סיליקון קרביד.

עם זאת, עבודה ישירה על מצעי SiC כדי להימנע מגידול שכבות GaN מתמודדת גם עם שורה של חסרונות, כולל הבאים:

✔ חספוס פני השטח של מצעי SiC גבוה בהרבה מזה של מצעי ספיר (חספוס ספיר 0.1nm RMS, חספוס SiC 1nm RMS), מצעי SiC הם בעלי קשיות גבוהה וביצועי עיבוד גרועים, וחספוס זה ונזקי ליטוש שיוריים הם גם אחד מהגורמים מקורות לפגמים ב-Gan epilayers.

✔ צפיפות נקע הבורג של מצעי SiC גבוהה (צפיפות נקע 103-104cm-2), נקעים של בורג עשויים להתפשט לשכבת ה-GaN ולהפחית את ביצועי המכשיר;

✔ הסידור האטומי על פני המצע גורם להיווצרות של שגיאות ערימה (BSFs) בשכבת ה- GaN. עבור GaN אפיטקסיאלי על מצעי SiC, ישנם מספר סדרי סידור אטומי אפשריים על המצע, וכתוצאה מכך סדר ערימה אטומי ראשוני לא עקבי של שכבת GaN האפיטקסיאלית עליו, אשר נוטה לערום תקלות. תקלות הערמה (SFs) מציגות שדות חשמליים מובנים לאורך ציר ה-c, מה שמוביל לבעיות כגון דליפה של התקני הפרדת נושאים במישור;

✔ מקדם ההתפשטות התרמית של מצע SiC קטן יותר מזה של AlN ו- GaN, מה שגורם להצטברות מתח תרמי בין השכבה האפיטקסיאלית והמצע במהלך תהליך הקירור. Waltereit וברנד חזו בהתבסס על תוצאות המחקר שלהם שניתן להקל או לפתור בעיה זו על ידי גידול שכבות אפיטקסיאליות של GaN על שכבות גרעיניות של AlN דקות ומתוחות באופן קוהרנטי;

✔ בעיית הרטיבות ירודה של אטומי Ga. כאשר מגדלים שכבות אפיטקסיאליות של GaN ישירות על פני השטח של SiC, עקב הרטיבות ירודה בין שני האטומים, GaN נוטה לצמיחת איים תלת מימדיים על פני המצע. הצגת שכבת חיץ היא הפתרון הנפוץ ביותר לשיפור איכות החומרים האפיטקסיאליים באפיטקסיה של GaN. הצגת שכבת חיץ AlN או AlxGa1-xN יכולה לשפר ביעילות את יכולת ההרטבה של משטח SiC ולגרום לשכבת האפיטקסיאלית GaN לגדול בשני מימדים. בנוסף, זה יכול גם לווסת את הלחץ ולמנוע פגמי מצע מלהתרחב לאפיטקסיה של GaN;

✔ טכנולוגיית ההכנה של מצעי SiC אינה בשלה, עלות המצע גבוהה, ויש מעט ספקים והיצע מועט.

המחקר של טורס וחב' מראה שחריטה של ​​מצע SiC עם H2 בטמפרטורה גבוהה (1600 מעלות צלזיוס) לפני אפיטקסיה יכולה לייצר מבנה צעדים מסודר יותר על פני המצע, ובכך להשיג סרט אפיטקסיאלי מסוג AlN באיכות גבוהה יותר מאשר כאשר הוא ישירות גדל על משטח המצע המקורי. המחקר של Xie וצוותו מראים גם שטיפול מקדים בתחריט של מצע הסיליקון קרביד יכול לשפר משמעותית את מורפולוגיה פני השטח ואת איכות הגביש של השכבה האפיטקסיאלית GaN. סמית' ואח'. נמצא כי נקעים בהשחלה שמקורם בממשקי המצע/שכבת החיץ ושכבת החיץ/שכבה האפיטקסיאלית קשורות לשטיחות המצע [5].

איור 4 מורפולוגיה של TEM של דגימות שכבה אפיטקסיאלית GaN שגדלו על מצע 6H-SiC (0001) בתנאי טיפול שונים במשטח (א) ניקוי כימי; (ב) ניקוי כימי + טיפול בפלזמה מימן; (ג) ניקוי כימי + טיפול בפלזמה מימן + טיפול בחום מימן 1300℃ למשך 30 דקות

אפיטקסיית GaN על Si

בהשוואה למצעים של סיליקון קרביד, ספיר ומצעים אחרים, תהליך הכנת מצע הסיליקון בוגר, והוא יכול לספק מצעים בוגרים בגודל גדול עם ביצועים בעלות גבוהה. יחד עם זאת, המוליכות התרמית והמוליכות החשמלית טובים, ותהליך המכשיר האלקטרוני Si בשל. האפשרות של שילוב מושלם של התקני GaN אופטו-אלקטרוניים עם מכשירים אלקטרוניים Si בעתיד הופכת גם את הצמיחה של אפיטקסית GaN על סיליקון לאטרקטיבית מאוד.

עם זאת, בשל ההבדל הגדול בקבועי הסריג בין מצע Si לחומר GaN, אפיטקסיה הטרוגנית של GaN על מצע Si היא אפיטקסית אי-התאמה גדולה טיפוסית, והיא גם צריכה להתמודד עם שורה של בעיות:

✔ בעיית אנרגיה בממשק פני השטח. כאשר GaN גדל על מצע Si, פני השטח של מצע Si יעברו תחילה ניטרידים ליצירת שכבת סיליקון ניטריד אמורפית שאינה תורמת לגרעין ולצמיחה של GaN בצפיפות גבוהה. בנוסף, משטח ה-Si ייצור תחילה קשר עם Ga, מה שיכלה את פני מצע ה-Si. בטמפרטורות גבוהות, הפירוק של משטח ה-Si יתפזר לתוך השכבה האפיטקסיאלית GaN ליצירת כתמי סיליקון שחורים.

✔ חוסר ההתאמה הקבוע של הסריג בין GaN ל-Si הוא גדול (~17%), מה שיוביל להיווצרות של נקעים בהברגה בצפיפות גבוהה ויפחית משמעותית את איכות השכבה האפיטקסיאלית;

✔ בהשוואה ל-Si, ל-GaN יש מקדם התפשטות תרמית גדול יותר (מקדם ההתפשטות התרמית של GaN הוא כ-5.6×10-6K-1, מקדם ההתפשטות התרמית של Si הוא כ-2.6×10-6K-1), וייתכנו סדקים ב-GaN. שכבה אפיטקסיאלית במהלך הקירור של הטמפרטורה האפיטקסיאלית לטמפרטורת החדר;

✔ Si מגיב עם NH3 בטמפרטורות גבוהות ליצירת SiNx רב גבישי. AlN אינו יכול ליצור גרעין בעל אוריינטציה מועדפת על SiNx polycrystalline, מה שמוביל להתמצאות לא מסודרת של שכבת GaN שגדלה לאחר מכן ולמספר גבוה של פגמים, וכתוצאה מכך איכות גבישית ירודה של השכבה האפיטקסיאלית GaN, ואפילו קושי ביצירת חד-גביש. שכבה אפיטקסיאלית GaN [6].

על מנת לפתור את הבעיה של חוסר התאמה של סריג גדול, חוקרים ניסו להכניס חומרים כגון AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO ו-SiC כשכבות חיץ על מצעי Si. על מנת למנוע היווצרות של SiNx פולי-גבישי ולהפחית את ההשפעות השליליות שלו על איכות הגביש של חומרי GaN/AlN/Si (111), בדרך כלל נדרשת הכנסת TMAl לפרק זמן מסוים לפני הצמיחה האפיטקסיאלית של שכבת החיץ AlN כדי למנוע מ-NH3 להגיב עם משטח ה-Si החשוף ליצירת SiNx. בנוסף, ניתן להשתמש בטכנולוגיות אפיטקסיאליות כגון טכנולוגיית מצע דפוסי לשיפור איכות השכבה האפיטקסיאלית. הפיתוח של טכנולוגיות אלו עוזר לעכב את היווצרות SiNx בממשק האפיטקסיאלי, לקדם את הצמיחה הדו-ממדית של השכבה האפיטקסיאלית GaN ולשפר את איכות הצמיחה של השכבה האפיטקסיאלית. בנוסף, מוכנסת שכבת חיץ AlN כדי לפצות על מתח המתיחה הנגרם מההבדל במקדמי ההתפשטות התרמית כדי למנוע סדקים בשכבת האפיטקסיאלית GaN על מצע הסיליקון. המחקר של Krost מראה כי קיים מתאם חיובי בין עובי שכבת המאגר AlN לבין הפחתת המתח. כאשר עובי שכבת החיץ מגיע ל-12 ננומטר, ניתן לגדל שכבה אפיטקסיאלית עבה מ-6μm על מצע סיליקון באמצעות ערכת גידול מתאימה ללא פיצוח שכבה אפיטקסיאלית.

לאחר מאמצים ארוכי טווח של חוקרים, איכות השכבות האפיטקסיאליות של GaN שגדלו על מצעי סיליקון שופרה משמעותית, והתקנים כגון טרנזיסטורי אפקט שדה, גלאי אולטרה סגול מחסום Schottky, נוריות כחולות ירוקות ולייזרים אולטרה סגולים התקדמו משמעותית.

לסיכום, מכיוון שהמצעים האפיטקסיאליים הנפוצים של GaN הם כולם אפיטקסיה הטרוגנית, כולם מתמודדים עם בעיות נפוצות כמו אי-התאמה של סריג והבדלים גדולים במקדמי ההתפשטות התרמית בדרגות שונות. מצעי GaN אפיטקסיאליים הומוגניים מוגבלים על ידי בשלות הטכנולוגיה, והמצעים טרם יוצרו בהמוניהם. עלות הייצור גבוהה, גודל המצע קטן ואיכות המצע אינה אידיאלית. הפיתוח של מצעים אפיטקסיאליים חדשים של GaN ושיפור האיכות האפיטקסיאלית הם עדיין אחד הגורמים החשובים המגבילים את המשך הפיתוח של תעשיית האפיטקסיאלית של GaN.

IV. שיטות נפוצות לאפיטקסיה GaN

MOCVD (השקעת אדים כימית)

נראה כי אפיטקסיה הומוגנית על מצעי GaN היא הבחירה הטובה ביותר לאפיטקסיה GaN. עם זאת, מכיוון שהמבשרים של שקיעת אדים כימיים הם טרימתיל-גליום ואמוניה, והגז המוביל הוא מימן, טמפרטורת הגידול האופיינית ל-MOCVD היא בערך 1000-1100℃, וקצב הצמיחה של MOCVD הוא בערך כמה מיקרונים לשעה. הוא יכול לייצר ממשקים תלולים ברמה האטומית, מה שמתאים מאוד לגידול הטרוג'נקציות, בארות קוונטיות, סריג-על ומבנים אחרים. קצב הגידול המהיר שלו, האחידות הטובה וההתאמה לגידול בשטחים גדולים ובריבוי חלקים משמשים לעתים קרובות בייצור תעשייתי.
MBE (אפיטקסיית קרן מולקולרית)
באפיטקסיה של קרן מולקולרית, Ga משתמש במקור יסוד, וחנקן פעיל מתקבל מחנקן דרך פלזמה RF. בהשוואה לשיטת MOCVD, טמפרטורת הגידול של MBE נמוכה בכ-350-400℃. טמפרטורת הגידול הנמוכה יכולה למנוע זיהום מסוים שעלול להיגרם מסביבות טמפרטורות גבוהות. מערכת ה-MBE פועלת תחת ואקום גבוה במיוחד, המאפשר לה לשלב שיטות זיהוי במקום נוספות. יחד עם זאת, לא ניתן להשוות את קצב הצמיחה וכושר הייצור שלו ל-MOCVD, והוא משמש יותר במחקר מדעי [7].

איור 5 (א) סכמטי Eiko-MBE (ב) סכמטי חדר תגובה ראשי של MBE

שיטת HVPE (אפיטקסיית שלב אדי הידריד)
המבשרים של שיטת האפיטקסיה של אדי הידריד הם GaCl3 ו-NH3. Detchprohm et al. השתמש בשיטה זו כדי לגדל שכבה אפיטקסיאלית GaN בעובי מאות מיקרונים על פני מצע ספיר. בניסוי שלהם, גידלה שכבת ZnO בין מצע הספיר לשכבת האפיטקסיאלית כשכבת חיץ, והשכבה האפיטקסיאלית סולפה ממשטח המצע. בהשוואה ל-MOCVD ו-MBE, המאפיין העיקרי של שיטת HVPE הוא קצב הצמיחה הגבוה שלה, המתאים לייצור שכבות עבות וחומרים בתפזורת. עם זאת, כאשר עובי השכבה האפיטקסיאלית עולה על 20μm, השכבה האפיטקסיאלית המיוצרת בשיטה זו נוטה לסדקים.
Akira USUI הציגה טכנולוגיית מצע מעוצב המבוססת על שיטה זו. תחילה הם גידלו שכבה אפיטקסיאלית GaN דקה בעובי 1-1.5 מיקרומטר על מצע ספיר בשיטת MOCVD. השכבה האפיטקסיאלית הייתה מורכבת משכבת ​​חיץ GaN בעובי 20 ננומטר שגדלה בתנאי טמפרטורה נמוכה ושכבת GaN שגדלה בתנאי טמפרטורה גבוהה. לאחר מכן, בטמפרטורה של 430℃, שכבה של SiO2 נצפתה על פני השכבה האפיטקסיאלית, ופסי חלון נעשו על סרט SiO2 על ידי פוטוליטוגרפיה. מרווח הפסים היה 7 מיקרומטר ורוחב המסכה נע בין 1 מיקרומטר ל-4 מיקרומטר. לאחר שיפור זה, הם השיגו שכבה אפיטקסיאלית GaN על מצע ספיר בקוטר 2 אינץ', ללא סדקים וחלק כמו מראה גם כשהעובי גדל לעשרות ואף מאות מיקרונים. צפיפות הפגם הופחתה מ-109-1010 ס"מ-2 של שיטת ה-HVPE המסורתית לכ-6×107 ס"מ-2. הם גם ציינו בניסוי שכאשר קצב הגדילה יעלה על 75μm/h, פני הדגימה יהפכו מחוספסים[8].

איור 6 סכמטי מצע גרפי

V. סיכום ואאוטלוק

חומרי GaN החלו להופיע בשנת 2014 כאשר נורית האור הכחול זכתה בפרס נובל לפיזיקה באותה שנה, ונכנסה לתחום הציבור של יישומי טעינה מהירה בתחום האלקטרוניקה הצרכנית. למעשה, יישומים במגברי הכוח והתקני ה-RF המשמשים בתחנות בסיס 5G שרוב האנשים לא יכולים לראות, הופיעו גם הם בשקט. בשנים האחרונות, פריצת הדרך של מכשירי חשמל מבוססי GaN צפויה לפתוח נקודות צמיחה חדשות לשוק יישומי החומרים של GaN.
הביקוש העצום בשוק יקדם בוודאי את הפיתוח של תעשיות וטכנולוגיות הקשורות ל-Gan. עם הבגרות והשיפור של השרשרת התעשייתית הקשורה ל-GaN, הבעיות עמן מתמודדת הטכנולוגיה האפיטקסיאלית הנוכחית של GaN ישפרו או יתגברו בסופו של דבר. בעתיד, אנשים בוודאי יפתחו עוד טכנולוגיות אפיטקסיאליות חדשות ועוד אפשרויות מצע מצוינות. עד אז, אנשים יוכלו לבחור את טכנולוגיית המחקר החיצונית והמצע המתאימים ביותר עבור תרחישי יישום שונים בהתאם למאפיינים של תרחישי היישום, ולייצר את המוצרים התחרותיים ביותר בהתאמה אישית.