ଅକ୍ସିଡାଇଜଡ୍ ଷ୍ଟାଣ୍ଡିଂ ଶସ୍ୟ ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା- Ⅱ |

2। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ବୃଦ୍ଧି |

ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ Ga2O3 ଶକ୍ତି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ଏକ ଭ physical ତିକ ସମର୍ଥନ ସ୍ତର କିମ୍ବା କଣ୍ଡକ୍ଟିଭ୍ ସ୍ତର ପ୍ରଦାନ କରେ | ପରବର୍ତ୍ତୀ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ତର ହେଉଛି ଚ୍ୟାନେଲ ସ୍ତର କିମ୍ବା ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଯାହା ଭୋଲଟେଜ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ବାହକ ପରିବହନ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | ବ୍ରେକଡାଉନ୍ ଭୋଲଟେଜ୍ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏବଂ ଚାଳନା ପ୍ରତିରୋଧକୁ କମ୍ କରିବା ପାଇଁ, ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଘନତା ଏବଂ ଡୋପିଂ ଏକାଗ୍ରତା, ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ପଦାର୍ଥ ଗୁଣ, କିଛି ପୂର୍ବ ସର୍ତ୍ତ | ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତା Ga2O3 ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡିକ ସାଧାରଣତ mol ମଲିକୁଲାର ବିମ୍ ଏପିଟାକ୍ସି (MBE), ଧାତୁ ଜ organic ବ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(MOCVD), ହାଲାଇଡ୍ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(HVPE), ପଲ୍ସଡ୍ ଲେଜର ଡିପୋଜିଟେସନ୍ (PLD) ଏବଂ କୁହୁଡି CVD ଆଧାରିତ ଜମା କ techni ଶଳ ବ୍ୟବହାର କରି ଜମା ହୋଇଥାଏ |

ସାରଣୀ 2 କିଛି ପ୍ରତିନିଧୀ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି |

2.1 MBE ପଦ୍ଧତି |

MBE ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଏହାର ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ଭ୍ୟାକ୍ୟୁମ୍ ପରିବେଶ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ପଦାର୍ଥ ଶୁଦ୍ଧତା ହେତୁ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ n- ପ୍ରକାରର ଡୋପିଂ ସହିତ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣାତ୍ମକ, ତ୍ରୁଟିମୁକ୍ତ β-Ga2O3 ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ବୃଦ୍ଧି କରିବାର କ୍ଷମତା ପାଇଁ ପ୍ରସିଦ୍ଧ | ଫଳସ୍ୱରୂପ, ଏହା ବହୁଳ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ ଏବଂ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ବ୍ୟବସାୟିକ β-Ga2O3 ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ଜମା ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ହୋଇପାରିଛି | ଏହା ସହିତ, MBE ପଦ୍ଧତି ସଫଳତାର ସହିତ ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣାତ୍ମକ, ନିମ୍ନ-ଡୋପଡ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର β- (AlXGa1-X) 2O3 / Ga2O3 ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ସ୍ତର ମଧ୍ୟ ସଫଳତାର ସହିତ ପ୍ରସ୍ତୁତ କଲା | MBE ପ୍ରତିଫଳନ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ (RHEED) ବ୍ୟବହାର କରି ପରମାଣୁ ସ୍ତରର ସଠିକତା ସହିତ ପ୍ରକୃତ ସମୟରେ ଭୂପୃଷ୍ଠ ଗଠନ ଏବଂ morphology ଉପରେ ନଜର ରଖିପାରେ | ତଥାପି, MBE ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ବ୍ୟବହାର କରି ବ grown ଼ୁଥିବା β-Ga2O3 ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଅନେକ ଚ୍ୟାଲେ challenges ୍ଜର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଅନ୍ତି, ଯେପରିକି କମ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ଏବଂ ଛୋଟ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ଆକାର | ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର (010)> (001)> (- 201)> (100) କ୍ରମରେ ଅଛି | 650 ରୁ 750 ° C ର ସାମାନ୍ୟ ଗା-ସମୃଦ୍ଧ ଅବସ୍ଥାରେ, β-Ga2O3 (010) ଏକ ସୁଗମ ପୃଷ୍ଠ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ସହିତ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ | ଏହି ପଦ୍ଧତିକୁ ବ୍ୟବହାର କରି, β-Ga2O3 ଏପିଟାକ୍ସି ସଫଳତାର ସହିତ 0.1 nm ର RMS ରୁଗ୍ଣତା ସହିତ ହାସଲ ହେଲା | Ga-Ga2O3 ଏକ ଗ-ସମୃଦ୍ଧ ପରିବେଶରେ, ବିଭିନ୍ନ ତାପମାତ୍ରାରେ ବୃଦ୍ଧି ହୋଇଥିବା MBE ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି | ନୋଭେଲ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଇନକର୍ ସଫଳତାର ସହିତ 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE ୱାଫର୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିଛି | ସେମାନେ ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତା (010) ଆଧାରିତ β-Ga2O3 ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ 500 μm ମୋଟା ଏବଂ XRD FWHM 150 ଆର୍କ ସେକେଣ୍ଡ୍ ତଳେ ପ୍ରଦାନ କରନ୍ତି | ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ହେଉଛି Sn doped କିମ୍ବା Fe doped | Sn-doped କଣ୍ଡକ୍ଟିଭ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ର 1E18 ରୁ 9E18cm - 3 ର ଡୋପିଂ ଏକାଗ୍ରତା ଥିବାବେଳେ ଲୁହା-ଡୋପଡ୍ ସେମି-ଇନସୁଲେଟିଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟର ପ୍ରତିରୋଧକତା 10E10 Ω ସେମିରୁ ଅଧିକ |

2.2 MOCVD ପଦ୍ଧତି |

ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ବ grow ାଇବା ପାଇଁ MOCVD ଧାତବ ଜ organic ବ ଯ ounds ଗିକକୁ ପୂର୍ବ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରେ, ଯାହାଦ୍ୱାରା ବୃହତ ବ୍ୟବସାୟିକ ଉତ୍ପାଦନ ହାସଲ ହୁଏ | MOCVD ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି Ga2O3 ବ growing ଼ିବାବେଳେ ଟ୍ରାଇମେଥାଇଲଗାଲିୟମ୍ (ଟିଏମଜି), ଟ୍ରାଇଥାଇଲଗାଲିୟମ୍ (TEGa) ଏବଂ ଗା (ଡିପେଣ୍ଟିଲ୍ ଗ୍ଲାଇକଲ୍ ଫର୍ମାଟ୍) ସାଧାରଣତ Ga Ga ଉତ୍ସ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥିବାବେଳେ H2O, O2 କିମ୍ବା N2O ଅମ୍ଳଜାନ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | ଏହି ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସାଧାରଣତ high ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ଆବଶ୍ୟକ କରେ (> 800 ° C) | ନିମ୍ନ ବାହକ ଏକାଗ୍ରତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଏବଂ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗତିଶୀଳତା ହାସଲ କରିବାକୁ ଏହି ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ସାମର୍ଥ୍ୟ ଅଛି, ତେଣୁ ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ β-Ga2O3 ଶକ୍ତି ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ବାସ୍ତବତା ପାଇଁ ଏହା ମହତ୍ significance ପୂର୍ଣ୍ଣ | MBE ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପଦ୍ଧତି ସହିତ ତୁଳନା କଲେ, ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ MOCVD β-Ga2O3 ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରର ବହୁତ ଉଚ୍ଚ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ହାସଲ କରିବାର ସୁବିଧା ଅଛି |

ଚିତ୍ର 7 β-Ga2O3 (010) AFM ପ୍ରତିଛବି |

ଚିତ୍ର 8 β-Ga2O3 ହଲ୍ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ଦ୍ meas ାରା ମାପ କରାଯାଉଥିବା ଶୀଟ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ |

2.3 HVPE ପଦ୍ଧତି |

HVPE ଏକ ପରିପକ୍ୱ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଏବଂ III-V ଯ ound ଗିକ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧିରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି | HVPE ଏହାର କମ୍ ଉତ୍ପାଦନ ମୂଲ୍ୟ, ଦ୍ରୁତ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରର ଘନତା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା | ଏହା ମନେ ରଖିବା ଉଚିତ ଯେ HVPEβ-Ga2O3 ସାଧାରଣତ rough ରୁଫ୍ ଭୂପୃଷ୍ଠ ମର୍ଫୋଲୋଜି ଏବଂ ଭୂପୃଷ୍ଠ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ଗର୍ତ୍ତର ଉଚ୍ଚ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ | ତେଣୁ, ଉପକରଣ ତିଆରି କରିବା ପୂର୍ବରୁ ରାସାୟନିକ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ପଲିସିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆବଶ୍ୟକ | --Ga2O3 ଏପିଟାକ୍ସି ପାଇଁ HVPE ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ସାଧାରଣତ ((001) β-Ga2O3 ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ସାଧାରଣତ ga ଗ୍ୟାସୀୟ GaCl ଏବଂ O2 କୁ ବ୍ୟବହାର କରିଥାଏ | ଚିତ୍ର 9 ତାପମାତ୍ରାର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରର ଭୂପୃଷ୍ଠ ସ୍ଥିତି ଏବଂ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାରକୁ ଦର୍ଶାଏ | ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡିକରେ, ଜାପାନର ନୋଭେଲ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଇନକ୍। ଏଥିସହ, ଚାଇନା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଗ୍ରୁପ୍ କର୍ପୋରେସନ୍ ଦ୍ produced ାରା ଉତ୍ପାଦିତ 20 μ ମିଟର ମୋଟା HVPE β-Ga2O3 ହୋମୋପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱାଫର୍ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବସାୟିକରଣ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ପ୍ରବେଶ କରିଛି |

ଚିତ୍ର 9 HVPE ପଦ୍ଧତି β-Ga2O3 |

2.4 PLD ପଦ୍ଧତି |

PLD ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ମୁଖ୍ୟତ complex ଜଟିଳ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ଏବଂ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଜମା କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | PLD ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗମନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଲକ୍ଷ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ ଯୋଡି ହୋଇଯାଏ | MBE ର ବିପରୀତରେ, PLD ଉତ୍ସ କଣିକା ଲେଜର ବିକିରଣ ଦ୍ୱାରା ଅତ୍ୟଧିକ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି (> 100 ଇଭି) ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଜମା ହୁଏ | ଅବଶ୍ୟ, ଅବ୍ଲିସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, କେତେକ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି କଣିକା ସିଧାସଳଖ ପଦାର୍ଥ ପୃଷ୍ଠ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇବ, ପଏଣ୍ଟ ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି କରିବ ଏବଂ ଏହିପରି ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରର ଗୁଣବତ୍ତା ହ୍ରାସ ପାଇବ | MBE ପଦ୍ଧତି ପରି, RHEED PLD β-Ga2O3 ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ପ୍ରକୃତ ସମୟରେ ପଦାର୍ଥର ଭୂପୃଷ୍ଠ ଗଠନ ଏବଂ morphology ଉପରେ ନଜର ରଖିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରିବ, ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀଙ୍କୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସୂଚନା ପାଇବାକୁ ଅନୁମତି ଦେବ | PLD ପଦ୍ଧତି ଅତ୍ୟଧିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭ୍ β-Ga2O3 ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ବୃଦ୍ଧି କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଏ, ଯାହାକି ଏହାକୁ Ga2O3 ପାୱାର୍ ଡିଭାଇସରେ ଏକ ଅପ୍ଟିମାଇଜଡ୍ ଓହମିକ୍ ଯୋଗାଯୋଗ ସମାଧାନରେ ପରିଣତ କରେ |

ଚିତ୍ର 10 AFM ପ୍ରତିଛବି Si doped Ga2O3 |

2.5 MIST-CVD ପଦ୍ଧତି |

MIST-CVD ଏକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ସରଳ ଏବଂ ବ୍ୟୟବହୁଳ ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା | ଏହି CVD ପଦ୍ଧତିରେ ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ଜମା ପାଇବା ପାଇଁ ଏକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ପରମାଣୁ ପ୍ରାକ୍ ସ୍ପ୍ରେର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ | ତଥାପି, ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, କୁହୁଡି CVD ବ୍ୟବହାର କରି ବୃଦ୍ଧି ହୋଇଥିବା Ga2O3 ରେ ଭଲ ବ electrical ଦୁତିକ ଗୁଣର ଅଭାବ ରହିଛି, ଯାହା ଭବିଷ୍ୟତରେ ଉନ୍ନତି ଏବଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଅନେକ ସ୍ଥାନ ଛାଡିଥାଏ |