اکسیډیز شوي ولاړ غله او د epitaxial ودې ټیکنالوژي - Ⅱ

3. د Epitaxial پتلی فلم وده
سبسټریټ د Ga2O3 بریښنا وسیلو لپاره فزیکي ملاتړ پرت یا کنډکټیو پرت چمتو کوي. بل مهم پرت د چینل پرت یا epitaxial پرت دی چې د ولتاژ مقاومت او کیریر ټرانسپورټ لپاره کارول کیږي. د ماتولو ولتاژ زیاتولو او د لیږد مقاومت کمولو لپاره، د کنټرول وړ ضخامت او د ډوپینګ غلظت، او همدارنګه د غوره موادو کیفیت، ځینې شرایط دي. د لوړ کیفیت Ga2O3 epitaxial پرتونه په عموم ډول د مالیکولر بیم epitaxy (MBE)، د فلزي عضوي کیمیاوي بخار ډیپوزیشن (MOCVD)، د هیلایډ بخار ډیپوزیشن (HVPE)، د پلس لیزر ډیپوزیشن (PLD)، او فوګ CVD پر بنسټ د ډیپوزیشن تخنیکونو په کارولو سره زیرمه شوي.

جدول 2 ځینې نمایشي epitaxial ټیکنالوژي

3.1 MBE طریقه
د MBE ټیکنالوژي د دې د خورا لوړ خلا چاپیریال او لوړ مادي پاکوالي له امله د کنټرول وړ n-ډول ډوپینګ سره د لوړ کیفیت ، عیب څخه پاک β-Ga2O3 فلمونو وده کولو وړتیا لپاره شهرت لري. د پایلې په توګه، دا یو له خورا پراخه مطالعه شوي او احتمالي سوداګریز شوي β-Ga2O3 پتلی فلم زیرمه کولو ټیکنالوژیو څخه دی. برسېره پردې، د MBE میتود په بریالیتوب سره د لوړ کیفیت، ټیټ ډوپ شوي هیټروسټرکچر β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 پتلی فلم پرت هم چمتو کړ. MBE کولی شي په ریښتیني وخت کې د انعکاس عالي انرژی الکترون ډیفریکشن (RHEED) په کارولو سره د اټومي پرت دقیقیت سره د سطحې جوړښت او مورفولوژي وڅاري. په هرصورت، د MBE ټیکنالوژۍ په کارولو سره کرل شوي β-Ga2O3 فلمونه لاهم د ډیری ننګونو سره مخ دي، لکه د ټیټې ودې کچه او د کوچني فلم اندازه. څیړنې وموندله چې د ودې کچه د (010)> (001)> (−201)> (100) په ترتیب کې وه. د 650 څخه تر 750 ° C پورې د لږ Ga- بډایه شرایطو لاندې، β-Ga2O3 (010) د نرمې سطحې او د لوړې ودې سرعت سره غوره وده څرګندوي. د دې طریقې په کارولو سره، β-Ga2O3 epitaxy په بریالیتوب سره د 0.1 nm د RMS خرابوالي سره ترلاسه شو. β-Ga2O3 په یوه بډایه چاپیریال کې، د MBE فلمونه چې په مختلفو تودوخې کې وده کوي په انځور کې ښودل شوي. ناول کریسټال ټیکنالوژي شرکت په بریالیتوب سره 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE ویفرونه تولید کړي. دوی د لوړ کیفیت (010) متمرکز β-Ga2O3 واحد کرسټال سبسټریټ چمتو کوي چې ضخامت یې د 500 μm او XRD FWHM تر 150 آرک ثانیو لاندې دي. سبسټریټ Sn doped یا Fe doped دی. د Sn-doped conductive substrate د 1E18 څخه تر 9E18cm−3 پورې د ډوپینګ غلظت لري، پداسې حال کې چې د اوسپنې ډوپ شوي نیمه انسولیټ سبسټریټ د 10E10 Ω سانتي مترو څخه لوړ مقاومت لري.

3.2 د MOCVD طریقه
MOCVD د پتلو فلمونو د ودې لپاره د مخکینۍ موادو په توګه فلزي عضوي مرکبات کاروي، په دې توګه په لویه کچه سوداګریز تولید ترلاسه کوي. کله چې د MOCVD میتود په کارولو سره Ga2O3 وده وکړي، trimethylgallium (TMGa)، triethylgallium (TEGa) او Ga (dipentyl glycol formate) معمولا د Ga سرچینې په توګه کارول کیږي، پداسې حال کې چې H2O، O2 یا N2O د اکسیجن سرچینې په توګه کارول کیږي. د دې طریقې په کارولو سره وده کول عموما لوړ حرارت ته اړتیا لري (> 800 درجې سانتي ګراد). دا ټیکنالوژي د ټیټ کیریر غلظت او د لوړې او ټیټ تودوخې بریښنایی خوځښت ترلاسه کولو وړتیا لري ، نو دا د لوړ فعالیت β-Ga2O3 بریښنا وسیلو رامینځته کولو لپاره خورا مهم دی. د MBE د ودې میتود سره پرتله کول، MOCVD د لوړ تودوخې ودې او کیمیاوي تعاملاتو ځانګړتیاو له امله د β-Ga2O3 فلمونو خورا لوړ ودې نرخ ترلاسه کولو ګټه لري.

شکل 7 β-Ga2O3 (010) AFM انځور

شکل 8 β-Ga2O3 د μ او شیټ مقاومت ترمینځ اړیکه د هال او تودوخې لخوا اندازه کیږي

3.3 HVPE میتود
HVPE یو بالغ epitaxial ټیکنالوژي ده او په پراخه کچه د III-V مرکب سیمیکمډکټرونو epitaxial ودې کې کارول کیږي. HVPE د خپل ټیټ تولید لګښت، د چټکې ودې کچه، او د لوړ فلم ضخامت لپاره پیژندل کیږي. دا باید په پام کې ونیول شي چې HVPEβ-Ga2O3 معمولا د سطحې خرابې مورفولوژي او د سطحې نیمګړتیاو او کندې لوړ کثافت څرګندوي. له همدې امله ، د وسیلې جوړولو دمخه کیمیاوي او میخانیکي پالش کولو پروسې ته اړتیا ده. د β-Ga2O3 epitaxy لپاره د HVPE ټیکنالوژي معمولا د (001) β-Ga2O3 میټریکس د لوړ تودوخې عکس العمل ته وده ورکولو لپاره ګاز GaCl او O2 د مخکیني په توګه کاروي. 9 شکل د تودوخې د فعالیت په توګه د epitaxial فلم د سطحې حالت او د ودې کچه ښیي. په وروستیو کلونو کې، د جاپان ناول کریستال ټیکنالوژۍ شرکت په HVPE homoepitaxial β-Ga2O3 کې د پام وړ سوداګریز بریالیتوب ترلاسه کړی، د epitaxial طبقې ضخامت له 5 څخه تر 10 μm او د ویفر اندازې 2 او 4 انچو سره. برسېره پردې، د 20 μm ضخامت HVPE β-Ga2O3 homoepitaxial wafers چې د چین د الکترونیک ټیکنالوژۍ ګروپ کارپوریشن لخوا تولید شوي هم د سوداګریز کولو مرحلې ته ننوتلي دي.

شکل 9 HVPE میتود β-Ga2O3

3.4 د PLD طریقه
د PLD ټیکنالوژي په عمده ډول د پیچلي آکسایډ فلمونو او هیټروسټریکچرونو زیرمه کولو لپاره کارول کیږي. د PLD د ودې پروسې په جریان کې، د فوټون انرژي د بریښنایی اخراج پروسې له لارې د هدف موادو سره یوځای کیږي. د MBE په مقابل کې، د PLD سرچینې ذرات د لیزر وړانګو په واسطه د خورا لوړ انرژي (>100 eV) سره رامینځته کیږي او وروسته په تودوخې سبسټریټ کې زیرمه کیږي. په هرصورت، د خلاصولو پروسې په جریان کې، ځینې لوړ انرژي ذرات به په مستقیم ډول د موادو په سطح اغیزه وکړي، د نقطې نیمګړتیاوې رامینځته کوي او پدې توګه د فلم کیفیت کموي. د MBE میتود ته ورته، RHEED د PLD β-Ga2O3 د ذخیره کولو پروسې په جریان کې په ریښتیني وخت کې د موادو د سطحې جوړښت او مورفولوژي څارلو لپاره کارول کیدی شي، څیړونکو ته اجازه ورکوي چې د ودې معلومات په سمه توګه ترلاسه کړي. د PLD میتود تمه کیږي چې د لوړ چلونکي β-Ga2O3 فلمونو وده وکړي، دا د Ga2O3 بریښنا وسیلو کې د اویمیک تماس یو مطلوب حل جوړوي.

د Si doped Ga2O3 انځور 10 AFM انځور

3.5 MIST-CVD میتود
MIST-CVD نسبتا ساده او ارزانه پتلی فلم وده ټیکنالوژي ده. د CVD په دې طریقه کې د اتوم شوي مخکینۍ سپری کولو عکس العمل شامل دی ترڅو په سبسټریټ باندې د پتلی فلم زیرمه ترلاسه کړي. په هرصورت، تر دې دمه، د غلط CVD په کارولو سره کرل شوي Ga2O3 لاهم د بریښنا ښه ملکیتونه نلري، کوم چې په راتلونکي کې د ښه کولو او اصلاح کولو لپاره ډیر ځای پریږدي.