Lata bandgap (WBG) semiconductores a carbide silicon (SiC) et gallium nitride (GaN) late attentum acceperunt. Magnam exspectationem habent pro applicatione expectationes carbidae siliconis in vehiculis electricis et viribus gridis, necnon expectationes in applicatione galli nitridis in celeriter praecipientes. Nuper investigationis in Ga2O3, AlN et adamantis materiae progressum significantem fecit, cum fasciculum ultra-latum semiconductorem materiae focus attentionis facit. Inter eos, gallium oxydatum (Ga2O3) est materia semiconductoris ultra-wide-bandgap emergens cum strophio 4.8 eV, theorica critica naufragii agri vires circiter 8 MV cm-1, saturitas velocitatis circiter 2E7cm s-1; et princeps Baliga factorem qualitatis 3000, in campo magnae intentionis et frequentiae potentiae electronicarum frequentia diffusam suscipiens.
1. Gallium oxydatum materialium notarum
Ga2O3 magnum intervallum cohortis habet (4.8 eV), exspectatur ut cum magna intentione resistat et facultates altae potentiae consequi possit, et potest habere capacitatem altae intentionis aptabilitas in relative humili resistentia, ut umbilicum investigationis hodiernae illis efficiat. Praeterea, Ga2O3 non solum proprietates materiales egregias habet, sed etiam varietatem technologiarum technologiarum facile aptabilium praebet, necnon technologiae technologiae et epitaxy humilis sumptus subiectae. Hactenus, quinque gradus cristallini diversi reperti sunt in Ga2O3, inter corundum (α), monoclinicum (β), defectivum spinae (γ), cubicae (δ) et augmenta orthorhombica. Stabilitates Thermodynamicae sunt, ut γ, δ, α, , β. Notatu dignum est monoclinicum β-Ga2O3 stabilissimum esse, praesertim ad altas temperaturas, cum aliae gradus metastabiles sint supra cella temperiei et in β periodum sub certis condicionibus scelerisque certis transformare tendunt. Ergo progressio β-Ga2O3-fundatur machinis in campo potentiae electronicorum proximis annis maior focus facta est.
Table 1 Comparatio semiconductoris alicuius parametri materialis
Crystallus structura monoclinicβ-Ga2O3 in Tabula ostenditur 1. Cancelli parametri includunt a = 12.21 Å, b = 3.04 Å, c = 5.8 Å, et β = 103.8°. Cellula unitas unitatis consistit ex atomis Ga(I) coordinationis tetraedris contortae et cum atomis Ga(II) coordinationis octahedralis. Atomorum oxygeni diversae dispositiones in ordine " cubico torta" sunt, inter duo triangula O(I) et O (II) atomi et unum atomum tetrahedrally coordinatum O(III) coordinatum. Coniunctio horum duorum generum coordinationis atomicae ducit ad anisotropium β-Ga2O3 cum specialibus proprietatibus physicis, corrosionibus chemicis, opticis et electronicis.
Figura 1 Schematica structuralis schematis monoclinici β-Ga2O3 crystallum
Ex prospectu energiae theoriae cohortis, minimum valoris cohortis conductionis β-Ga2O3 e statu energiae respondentis orbita 4s0 hybridarum Ga atomi derivatur. De energia differentia inter minimum valorem cohortis conductionis et energiam vacui (energiae electronicae affinitatis) mensuratur. eft IV ev. Massa efficax electronicorum β-Ga2O3 me et 0.28-0.33 metitur et eius electronic conductivity favorabilis. Attamen cohors maxima valentiae curvam tenui Ek ostendit curvaturam demissam et orbitales O2p valde locales, suggerens foramina penitus locata. Hae notae ingentem provocationem ponunt in β-Ga2O3. Etiamsi P-typus doping effici potest, foramen μ in gradu inferiori manet. 2. Incrementum gallium oxydatum mole unius crystalli Hactenus, incrementum methodus mole β-Ga2O3 unius cristallinae subiectae est maxime methodus evellendi crystallum, ut Czochralski (CZ), extremitates cinematographicae tenues cinematographicae (Edge-Defined film-saturi) , EFG), Bridgman (Bridgman vel horizontale HB vel VB) et zona fluitantia (zona fluitans, FZ) technicae artis. Inter omnes methodos, Czochralski et cinematographica tenuia alendi methodi definitae exspectantur viae promissimas ad massam productionis β-Ga 2O3 laganae in futuro, sicut simul magna volumina et defectus densitates humiles consequi possunt. Hactenus Iaponia Novus Crystal Technologiae matricem commercii agnovit ad incrementum β-Ga2O3.
1.1 Czochralski methodus
Principium methodi Czochralski est, quod primum iacuit semen obtectum, deinde unum cristallum lente e liquefacto evellitur. Methodus Czochralski magis magisque momenti est pro β-Ga2O3 propter eius cost-efficentiae, magnae capacitatis amplitudinis, et altae qualitatis substratae cristallinae incrementum. Autem, ex scelerisque lacus in incrementum Ga2O3 summus temperatus, evaporatio unius crystallorum, materiarum liquescat, et damnum in Ir uase erit. Hoc consequitur difficultas assequendi humilis n-typus doping in Ga2O3. Debitum oxygenii quantitatem in atmosphaeram incrementum introducendi modus est ad solvendum hoc problema. Per Optimizationem, qualitatem 2-inch β-Ga2O3 cum libero electronico concentratio concentrationis 10^16~10^19 cm-3 et maximam electronici densitatem 160 cm2/Vs a methodo Czochralski feliciter crevit.
Figura 2 Crystallus Unius β-Ga2O3 a methodo Czochralski crevit
1.2 Edge-defined film modus pascendi
Ora definita tenuis pellicularum methodus pascendi censetur contendens praecipuum esse pro productione magnarum area Ga2O3 unius materiae crystalli commercii. Principium huius methodi est cum fissura capillaribus in fomacibus liquescere, et per actionem capillarem liquescere ad formam. In summo, tenuis pelliculae format et in omnes partes diffunditur, dum ad crystallizet semen crystallizetur. Praeterea margines formae cacuminis coerceri possunt ut crystallis in tunsis, tubulis, aut quaelibet geometria desiderata producat. Ora definita tenuis pelliculae methodi Ga2O3 pascendi celeriter incrementum rates et magnas diametros praebet. Figura 3 iconem β-Ga2O3 unius crystalli ostendit. Praeterea, secundum magnitudinem scalae, 2-inch et 4-inch β-Ga2O3 subiectae cum excellenti perspicuitate et uniformitate commercii facti sunt, dum 6-unc subiectae in investigationibus futurae mercaturae demonstrantur. Nuper, magnae materiae circulares moles unius crystalli factae sunt etiam in promptu factae cum (-201) orientatione. Praeter, β-Ga2O3 cinematographica cinematographica ratio pascendi etiam promovet elementa metallica transitus doping, faciens inquisitionem et praeparationem Ga2O3 fieri.
Figura 3 β-Ga2O3 unica crystallus crevit in ore definito film pascendi methodum
1.3 Bridgeman modum
In methodo Bridgeman, crystalla formantur in uasculo, quod per clivum temperatum paulatim movetur. Processus perfici potest in orientatione horizontali vel verticali, plerumque fuso rotato utens. Notatu dignum est hanc methodum crystalli seminibus uti vel non posse. Operatores Traditional Bridgman directo visualizatione carent processibus liquefactis et cristalli incrementi et temperaturae summa cura temperare debent. Methodus verticalis Bridgman maxime ad β-Ga2O3 incrementum adhibita est et cognoscitur pro facultate eius in ambitu aeris crescendi. Per modum incrementi verticalis Bridgman, tota massa amissio liquefacti et uasculi infra 1% tenetur, ut incrementum magnarum β-Ga2O3 una crystallorum cum minimo damno.
Figura 4 Unius crystalli β-Ga2O3 crevit per methodum Bridgeman
1.4 Floating zona modum
Zona fluitans methodus problema contaminationis cristallinae per uasculas materias solvit et reducit altas impensas cum calidis calidis ultrarubris uasculis renitentibus. In hoc processu incrementi, liquefactio magis quam RF fons calefieri potest, ita simpliciorem postulationem ad incrementum instrumentorum. Quamquam forma et qualitas crystalli β-Ga2O3 per modum zonae fluitantis cretae nondum optimae sunt, haec methodus methodum pollicens aperit methodum altae puritatis crescendi β-Ga2O3 in crystallis simplicibus budget-amicis.
Figura 5 β-Ga2O3 unica crystalli fluitantia zonae modum crevit.
Post tempus: May-30-2024