ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਅਤੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਕਾਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ

ਸਿਲਿਕਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਅਤੇ ਗੈਲਿਅਮ ਨਾਈਟਰਾਈਡ (GaN) ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਏ ਵਾਈਡ ਬੈਂਡਗੈਪ (WBG) ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਨੇ ਵਿਆਪਕ ਧਿਆਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਲੋਕਾਂ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ ਅਤੇ ਪਾਵਰ ਗਰਿੱਡਾਂ ਵਿੱਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਫਾਸਟ ਚਾਰਜਿੰਗ ਵਿੱਚ ਗੈਲਿਅਮ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਲਈ ਉੱਚ ਉਮੀਦਾਂ ਹਨ। ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ, Ga2O3, AlN ਅਤੇ ਹੀਰੇ ਦੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ 'ਤੇ ਖੋਜ ਨੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤਰੱਕੀ ਕੀਤੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅਲਟਰਾ-ਵਾਈਡ ਬੈਂਡਗੈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਦਾ ਕੇਂਦਰ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ (Ga2O3) 4.8 eV ਦੇ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਉੱਭਰਦੀ ਅਲਟਰਾ-ਵਾਈਡ-ਬੈਂਡਗੈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ, ਲਗਭਗ 8 MV cm-1 ਦੀ ਇੱਕ ਸਿਧਾਂਤਕ ਗੰਭੀਰ ਟੁੱਟਣ ਵਾਲੀ ਫੀਲਡ ਤਾਕਤ, ਲਗਭਗ 2E7cm s-1 ਦੀ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਵੇਗ, ਅਤੇ 3000 ਦਾ ਉੱਚ ਬਾਲਿਗਾ ਗੁਣਵੱਤਾ ਕਾਰਕ, ਵਿਆਪਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੈ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਉੱਚ ਆਵਿਰਤੀ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਧਿਆਨ.

1. ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ

Ga2O3 ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ (4.8 eV) ਹੈ, ਇਸ ਤੋਂ ਉੱਚ ਸਹਿਣ ਵਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਉੱਚ ਪਾਵਰ ਸਮਰੱਥਾ ਦੋਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਘੱਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ 'ਤੇ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਮੌਜੂਦਾ ਖੋਜ ਦਾ ਕੇਂਦਰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, Ga2O3 ਵਿੱਚ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਪਦਾਰਥਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ, ਸਗੋਂ ਇਹ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਵਿਵਸਥਿਤ ਐਨ-ਟਾਈਪ ਡੋਪਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਵਾਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹੁਣ ਤੱਕ, Ga2O3 ਵਿੱਚ ਪੰਜ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪੜਾਵਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੋਰੰਡਮ (α), ਮੋਨੋਕਲੀਨਿਕ (β), ਨੁਕਸਦਾਰ ਸਪਿਨਲ (γ), ਘਣ (δ) ਅਤੇ ਔਰਥੋਰਹੋਮਬਿਕ (ɛ) ਪੜਾਅ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸਥਿਰਤਾਵਾਂ, ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ, γ, δ, α, ɛ, ਅਤੇ β ਹਨ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣ ਯੋਗ ਹੈ ਕਿ ਮੋਨੋਕਲੀਨਿਕ β-Ga2O3 ਸਭ ਤੋਂ ਸਥਿਰ ਹੈ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੇ ਪੜਾਅ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਮੈਟਾਸਟੇਬਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਖਾਸ ਥਰਮਲ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ β ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, β-Ga2O3-ਅਧਾਰਿਤ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਫੋਕਸ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ।

ਸਾਰਣੀ 1 ਕੁਝ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਪੈਰਾਮੀਟਰਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ

monoclinicβ-Ga2O3 ਦਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ ਸਾਰਣੀ 1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਜਾਲੀ ਦੇ ਪੈਰਾਮੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ a = 12.21 Å, b = 3.04 Å, c = 5.8 Å, ਅਤੇ β = 103.8° ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਯੂਨਿਟ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਟਵਿਸਟਡ ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰਲ ਕੋਆਰਡੀਨੇਸ਼ਨ ਵਾਲੇ Ga(I) ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ ਅੱਠਹੀਡ੍ਰਲ ਤਾਲਮੇਲ ਵਾਲੇ Ga(II) ਪਰਮਾਣੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। "ਟਵਿਸਟਡ ਕਿਊਬਿਕ" ਐਰੇ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਜਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਵਸਥਾਵਾਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਦੋ ਤਿਕੋਣੀ ਤਾਲਮੇਲ ਵਾਲੇ O(I) ਅਤੇ O(II) ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ ਇੱਕ ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰਾਲੀ ਤਾਲਮੇਲ O(III) ਐਟਮ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਤਾਲਮੇਲ ਦਾ ਸੁਮੇਲ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ, ਰਸਾਇਣਕ ਖੋਰ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ β-Ga2O3 ਦੀ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪੀ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਮੋਨੋਕਲੀਨਿਕ β-Ga2O3 ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢਾਂਚਾਗਤ ਚਿੱਤਰ

ਊਰਜਾ ਬੈਂਡ ਥਿਊਰੀ ਦੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਤੋਂ, β-Ga2O3 ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਬੈਂਡ ਦਾ ਨਿਊਨਤਮ ਮੁੱਲ Ga ਐਟਮ ਦੇ 4s0 ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਔਰਬਿਟ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਊਰਜਾ ਅਵਸਥਾ ਤੋਂ ਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸੰਚਾਲਨ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨਿਊਨਤਮ ਮੁੱਲ ਅਤੇ ਵੈਕਿਊਮ ਊਰਜਾ ਪੱਧਰ (ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਐਫੀਨਿਟੀ ਊਰਜਾ) ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। 4 eV ਹੈ। β-Ga2O3 ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪੁੰਜ 0.28–0.33 ਮੀ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਅਨੁਕੂਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਚਾਲਕਤਾ ਵਜੋਂ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਵੈਲੇਂਸ ਬੈਂਡ ਅਧਿਕਤਮ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਵਕਰਤਾ ਅਤੇ ਜ਼ੋਰਦਾਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਥਾਨਕ O2p ਔਰਬਿਟਲਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਖੋਖਲਾ ਏਕ ਕਰਵ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਛੇਕ ਡੂੰਘੇ ਸਥਾਨਿਕ ਹਨ। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ β-Ga2O3 ਵਿੱਚ ਪੀ-ਟਾਈਪ ਡੋਪਿੰਗ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਚੁਣੌਤੀ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਭਾਵੇਂ ਪੀ-ਟਾਈਪ ਡੋਪਿੰਗ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਮੋਰੀ μ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। 2. ਬਲਕ ਗੈਲਿਅਮ ਆਕਸਾਈਡ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਵਾਧਾ ਹੁਣ ਤੱਕ, β-Ga2O3 ਬਲਕ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਵਿਧੀ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਖਿੱਚਣ ਦੀ ਵਿਧੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ Czochralski (CZ), ਕਿਨਾਰੇ-ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ (ਐਜ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਫਿਲਮ-ਫੈਡ)। , EFG), ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ (ਆਰਟੀਕਲ ਜਾਂ ਹਰੀਜੱਟਲ ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ, ਐਚ.ਬੀ ਜਾਂ VB) ਅਤੇ ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ (ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ, FZ) ਤਕਨਾਲੋਜੀ। ਸਾਰੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ, Czochralski ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ-ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਪਤਲੀ-ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀਆਂ ਤੋਂ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ β-Ga 2O3 ਵੇਫਰਾਂ ਦੇ ਵੱਡੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋਨਹਾਰ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਅਤੇ ਘੱਟ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਹੁਣ ਤੱਕ, ਜਾਪਾਨ ਦੀ ਨਾਵਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੇ ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਵਾਧੇ β-Ga2O3 ਲਈ ਇੱਕ ਵਪਾਰਕ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਨੂੰ ਮਹਿਸੂਸ ਕੀਤਾ ਹੈ।

1.1 Czochralski ਵਿਧੀ

Czochralski ਵਿਧੀ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਬੀਜ ਦੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਢੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਫਿਰ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਹੌਲੀ ਪਿਘਲ ਕੇ ਬਾਹਰ ਕੱਢਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। Czochralski ਵਿਧੀ β-Ga2O3 ਲਈ ਇਸਦੀ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ੀਲਤਾ, ਵੱਡੇ ਆਕਾਰ ਦੀਆਂ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕੁਆਲਿਟੀ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਾਧੇ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਧਦੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, Ga2O3 ਦੇ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਧੇ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ, ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ, ਅਤੇ ਇਰ ਕਰੂਸੀਬਲ ਨੂੰ ਨੁਕਸਾਨ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਹ Ga2O3 ਵਿੱਚ ਘੱਟ n-ਟਾਈਪ ਡੋਪਿੰਗ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮੁਸ਼ਕਲ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹੈ। ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਉਚਿਤ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਪੇਸ਼ ਕਰਨਾ ਇਸ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ ਹੈ। ਓਪਟੀਮਾਈਜੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ, ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲਾ 2-ਇੰਚ β-Ga2O3 10^16~10^19 cm-3 ਦੀ ਇੱਕ ਮੁਫਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਸੰਘਣਤਾ ਸੀਮਾ ਅਤੇ 160 cm2/Vs ਦੀ ਅਧਿਕਤਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਘਣਤਾ ਦੇ ਨਾਲ Czochralski ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਵਧਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 2 Czochralski ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ β-Ga2O3 ਦਾ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ

1.2 ਕਿਨਾਰੇ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ

ਕਿਨਾਰੇ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਵੱਡੇ-ਖੇਤਰ Ga2O3 ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਪਾਰਕ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਦਾਅਵੇਦਾਰ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਵਿਧੀ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਪਿਘਲ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੇਸ਼ਿਕਾ ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਉੱਲੀ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਪਿਘਲ ਕੇਸ਼ੀਲ ਕਿਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਉੱਲੀ ਵਿੱਚ ਚੜ੍ਹਦਾ ਹੈ। ਸਿਖਰ 'ਤੇ, ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਬਣਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸਾਰੀਆਂ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਫੈਲਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੁਆਰਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਮੋਲਡ ਸਿਖਰ ਦੇ ਕਿਨਾਰਿਆਂ ਨੂੰ ਫਲੇਕਸ, ਟਿਊਬਾਂ, ਜਾਂ ਕਿਸੇ ਵੀ ਲੋੜੀਂਦੀ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। Ga2O3 ਦੀ ਕਿਨਾਰੇ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ ਤੇਜ਼ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਵਿਆਸ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 3 ਇੱਕ β-Ga2O3 ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਚਿੱਤਰ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਆਕਾਰ ਦੇ ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਅਤੇ ਇਕਸਾਰਤਾ ਵਾਲੇ 2-ਇੰਚ ਅਤੇ 4-ਇੰਚ β-Ga2O3 ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦਾ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ 6-ਇੰਚ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਲਈ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਵੱਡੀ ਗੋਲਾਕਾਰ ਸਿੰਗਲ-ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਲਕ ਸਮੱਗਰੀ (−201) ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਨਾਲ ਵੀ ਉਪਲਬਧ ਹੋ ਗਈ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, β-Ga2O3 ਕਿਨਾਰੇ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ ਵੀ ਪਰਿਵਰਤਨ ਧਾਤ ਦੇ ਤੱਤਾਂ ਦੀ ਡੋਪਿੰਗ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ Ga2O3 ਦੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਤਿਆਰੀ ਸੰਭਵ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 3 β-Ga2O3 ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕਿਨਾਰੇ-ਪ੍ਰਭਾਸ਼ਿਤ ਫਿਲਮ ਫੀਡਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ

1.3 ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਵਿਧੀ

ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਵਿਧੀ ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੱਕ ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਬਣਦੇ ਹਨ ਜੋ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਇੱਕ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੁਆਰਾ ਚਲੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਇੱਕ ਖਿਤਿਜੀ ਜਾਂ ਲੰਬਕਾਰੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਘੁੰਮਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣ ਯੋਗ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਵਿਧੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬੀਜਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੀ. ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਓਪਰੇਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਪਿਘਲਣ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਦੀ ਘਾਟ ਹੈ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਨਾਲ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਵਰਟੀਕਲ ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਵਿਧੀ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ β-Ga2O3 ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਹਵਾ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਵਧਣ ਦੀ ਯੋਗਤਾ ਲਈ ਜਾਣੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਵਰਟੀਕਲ ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਵਿਧੀ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਪਿਘਲਣ ਅਤੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਕੁੱਲ ਪੁੰਜ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ 1% ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਘੱਟ ਤੋਂ ਘੱਟ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਨਾਲ ਵੱਡੇ β-Ga2O3 ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 4 ਬ੍ਰਿਜਮੈਨ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ β-Ga2O3 ਦਾ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ

1.4 ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ ਵਿਧੀ

ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ ਵਿਧੀ ਕਰੂਸੀਬਲ ਸਾਮੱਗਰੀ ਦੁਆਰਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੰਦਗੀ ਦੀ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਰੋਧਕ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਕਰੂਸੀਬਲਾਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਉੱਚ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਵਾਧੇ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਪਿਘਲਣ ਨੂੰ ਇੱਕ RF ਸਰੋਤ ਦੀ ਬਜਾਏ ਇੱਕ ਲੈਂਪ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵਿਕਾਸ ਉਪਕਰਣਾਂ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਸਰਲ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਈ ਗਈ β-Ga2O3 ਦੀ ਸ਼ਕਲ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੁਣਵੱਤਾ ਅਜੇ ਵੀ ਅਨੁਕੂਲ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਇਹ ਵਿਧੀ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ β-Ga2O3 ਨੂੰ ਬਜਟ-ਅਨੁਕੂਲ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਵਧੀਆ ਢੰਗ ਖੋਲ੍ਹਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 5 β-Ga2O3 ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਫਲੋਟਿੰਗ ਜ਼ੋਨ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।