2. Mezinbûna filmê tenik epitaxial
Substrat ji bo cîhazên hêza Ga2O3 qatek piştgirîya laşî an qatek rêveber peyda dike. Tebeqeya girîng a din qata kanalê an qata epîtaksial e ku ji bo berxwedana voltajê û veguheztina hilgirê tê bikar anîn. Ji bo zêdekirina voltaja hilweşandinê û kêmkirina berxwedana guheztinê, qalindahiya kontrolkirî û giraniya dopîngê, û her weha kalîteya materyalê ya çêtirîn, hin şert in. Tebeqeyên epîtaksial ên qalîteya bilind Ga2O3 bi gelemperî bi karanîna epîtaksiya tîrêjê ya molekulî (MBE), vekirina buhara kîmyewî ya organîk a metal (MOCVD), hilweşandina buhara halîdê (HVPE), depokirina lazerê ya pêlsî (PLD), û teknolojiyên hilweşandina bingeha mijê CVD têne razandin.
Tablo 2 Hin teknolojiyên epîtaksial ên nûner
2.1 rêbaza MBE
Teknolojiya MBE bi şiyana xwe ya mezinkirina fîlimên β-Ga2O3-a-kalîteya bilind, bêqisûr û bi dopinga n-tîpa kontrolkirî ve ji ber hawîrdora valahiya wê ya pir-bilind û paqijiya materyalê ya bilind, navdar e. Wekî encamek, ew bûye yek ji teknolojiyên depokirina fîlima nazik a β-Ga2O3 ya herî berfireh lêkolîn û potansiyel bazirganî. Digel vê yekê, rêbaza MBE di heman demê de bi serketî qatek fîlima zirav a bi kalîteya bilind, kêm-dopîkirî amade kir. MBE dikare struktur û morfolojîya rûxê di demek rast de bi rastbûna qata atomê bi karanîna vekêşana elektronê ya enerjiya bilind (RHEED) bişopîne. Lêbelê, fîlimên β-Ga2O3 ku bi teknolojiya MBE ve têne mezin kirin hîn jî bi gelek pirsgirêkan re rû bi rû dimînin, wek rêjeya mezinbûna kêm û mezinahiya fîlimê piçûk. Di lêkolînê de hat dîtin ku rêjeya mezinbûnê di rêza (010)> (001)> (−201)> (100) de ye. Di bin şert û mercên piçûk ên Ga-dewlemend ên 650 heta 750 ° C de, β-Ga2O3 (010) bi rûyek nerm û rêjeya mezinbûnê ya bilind mezinbûna çêtirîn nîşan dide. Bi karanîna vê rêbazê, epîtaksiya β-Ga2O3 bi rengek RMS ya 0.1 nm bi serfirazî hate bidestxistin. β-Ga2O3 Di hawîrdorek Ga-dewlemend de, fîlimên MBE yên ku di germahiyên cûda de têne mezin kirin di wêneyê de têne xuyang kirin. Novel Crystal Technology Inc. bi serketî 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE waferên epitaxially hilberand. Ew bi qalîteya bilind (010) spartekên b-Ga2O3 yên yekkrîstalî yên bi qalindahiya 500 μm û XRD FWHM li jêr 150 saniyeyên arcê peyda dikin. Substrat bi Sn an jî Fe dopkirî ye. Substrata rêvebir a bi Sn-dopkirî xwedan giraniya dopîngê ya 1E18 heya 9E18cm−3 e, dema ku substrata nîv-îzolekirî ya bi hesin-dopkirî xwedan berxwedanek ji 10E10 Ω cm bilindtir e.
2.2 rêbaza MOCVD
MOCVD pêkhateyên organîk ên metal wekî materyalên pêşîn bikar tîne da ku fîlimên nazik mezin bike, bi vî rengî hilberîna bazirganî ya mezin bi dest dixe. Dema ku Ga2O3 bi rêbaza MOCVD mezin dibe, trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) û Ga (dipentyl glycol formate) bi gelemperî wekî çavkaniya Ga têne bikar anîn, dema ku H2O, O2 an N2O wekî çavkaniya oksîjenê têne bikar anîn. Mezinbûna vê rêbazê bi gelemperî germahiya bilind (> 800 ° C) hewce dike. Vê teknolojiyê xwedan potansiyel e ku bigihîje giraniya hilgirê kêm û tevgera elektronê ya germahiya bilind û nizm, ji ber vê yekê ew ji bo pêkanîna amûrên hêza β-Ga2O3-a performansa bilind girîngiyek mezin e. Li gorî rêbaza mezinbûna MBE, MOCVD ji ber taybetmendiyên mezinbûna germahiya bilind û reaksiyonên kîmyewî xwedan avantaj e ku bigihîje rêjeyên mezinbûna pir zêde yên fîlimên β-Ga2O3.
Wêne 7 β-Ga2O3 (010) Wêne AFM
Figure 8 β-Ga2O3 Têkiliya di navbera μ û berxwedana pelê ya ku ji hêla Hall û germahiyê ve tê pîvandin
2.3 rêbaza HVPE
HVPE teknolojiyek epîtaksial a gihîştî ye û bi berfirehî di mezinbûna epîtaksial a nîvconduktorên tevlihev ên III-V de hatî bikar anîn. HVPE ji bo lêçûna hilberîna xweya kêm, rêjeya mezinbûna bilez, û stûrbûna fîlimê ya bilind tê zanîn. Pêdivî ye ku were zanîn ku HVPEβ-Ga2O3 bi gelemperî morfolojiya rûkala hişk û tîrêjiya bilind a kêmasiyên rûkal û kulm nîşan dide. Ji ber vê yekê, pêvajoyên paqijkirina kîmyewî û mekanîkî berî çêkirina cîhazê hewce ne. Teknolojiya HVPE ji bo epîtaksiya β-Ga2O3 bi gelemperî GaCl û O2-a gazê wekî pêşgotin bikar tîne da ku reaksiyona germahiya bilind a matrixê (001) β-Ga2O3 pêşve bibe. Xiflteya 9 rewşa rûvî û rêjeya mezinbûna fîlima epitaxial wekî fonksiyonek germahiyê nîşan dide. Di salên dawî de, Novel Crystal Technology Inc. ya Japonî di HVPE homoepitaxial β-Ga2O3 de serkeftinek bazirganî ya girîng bi dest xistiye, bi stûrbûna qata epitaxial ji 5 heta 10 μm û mezinahiyên waferê 2 û 4 inç. Wekî din, waferên homoepitaxial HVPE β-Ga2O3 yên 20 μm stûr ên ku ji hêla China Electronics Technology Group Corporation ve hatî hilberandin jî ketine qonaxa bazirganîkirinê.
Wêne 9 Rêbaza HVPE β-Ga2O3
2.4 Rêbaza PLD
Teknolojiya PLD bi piranî ji bo depokirina fîlimên oksîdê yên tevlihev û heterostrukturên tê bikar anîn. Di dema pêvajoya mezinbûna PLD de, enerjiya fotonê bi pêvajoya belavkirina elektronê ve bi materyalê armancê ve tê girêdan. Berevajî MBE, perçeyên çavkaniya PLD bi tîrêjên lazerê yên bi enerjiya pir zêde (> 100 eV) têne çêkirin û dûv re li ser substratek germkirî têne razandin. Lêbelê, di dema pêvajoya ablation de, hin perçeyên enerjiya bilind dê rasterast bandorê li rûyê materyalê bikin, kêmasiyên xalê çêbikin û bi vî rengî kalîteya fîlimê kêm bikin. Mîna rêbaza MBE, RHEED dikare were bikar anîn da ku di dema pêvajoya hilweşandina PLD β-Ga2O3 de struktur û morfolojiya materyalê di demek rast de bişopîne, rê dide lêkolîneran ku bi rast agahdariya mezinbûnê bistînin. Tê payîn ku rêbaza PLD-ê fîlimên β-Ga2O3 yên pir bi rêkûpêk mezin bike, ku ew di cîhazên hêza Ga2O3 de çareseriyek pêwendiya ohmîkî ya xweşbînkirî çêbike.
Wêne 10 Wêneya AFM ya Si doped Ga2O3
2.5 Rêbaza MIST-CVD
MIST-CVD teknolojiyek mezinbûna fîlima nazik a nisbeten hêsan û biha ye. Ev rêbaza CVD reaksiyona rijandina pêşekek atomîkirî li ser substratê vedihewîne da ku bigihîje depokirina fîlima nazik. Lêbelê, heya nuha, Ga2O3 ku bi karanîna mist CVD ve hatî mezin kirin hîn jî taybetmendiyên elektrîkî yên baş tune, ku di pêşerojê de ji bo çêtirkirin û xweşbîniyê gelek cîh dihêle.
Dema şandinê: Gulan-30-2024