2. Epitaksial inçe filmiň ösüşi
Substrat, Ga2O3 güýç enjamlary üçin fiziki goldaw gatlagyny ýa-da geçiriji gatlagy üpjün edýär. Indiki möhüm gatlak, naprýatageeniýe garşylygy we daşaýjy daşamak üçin ulanylýan kanal gatlagy ýa-da epitaksial gatlak. Bölüniş naprýa .eniýesini ýokarlandyrmak we geçirijilik garşylygyny azaltmak üçin, dolandyrylýan galyňlyk we doping konsentrasiýasy, şeýle hem iň amatly material hili käbir şertlerdir. Qualityokary hilli Ga2O3 epitaksial gatlaklar, adatça molekulýar şöhle epitaksiýasy (MBE), metal organiki himiki bug buglary (MOCVD), halid buglarynyň çökdürilmegi (HVPE), impulsly lazer çöketligi (PLD) we duman CVD esasly depozit usullary bilen saklanýar.
2-nji tablisa Epitaksial tehnologiýalaryň käbiri
2.1 MBE usuly
MBE tehnologiýasy, aşa ýokary vakuum gurşawy we ýokary material arassalygy sebäpli ýokary hilli, kemçiliksiz β-Ga2O3 filmlerini dolandyryp bolýan n görnüşli doping bilen ösdürip ýetişdirmek bilen meşhurdyr. Netijede, iň giňden öwrenilen we potensial taýdan täjirleşdirilen β-Ga2O3 inçe film çökdürmek tehnologiýalarynyň birine öwrüldi. Mundan başga-da, MBE usuly ýokary hilli, pes doply heterostruktura β- (AlXGa1-X) 2O3 / Ga2O3 inçe film gatlagyny üstünlikli taýýarlady. MBE ýokary energiýa elektron difraksiýasyny (RHEED) ulanyp, atom gatlagynyň takyklygy bilen hakyky wagtda ýerüsti gurluşyna we morfologiýasyna gözegçilik edip biler. Şeýle-de bolsa, MBE tehnologiýasy arkaly ösdürilip ýetişdirilen β-Ga2O3 filmleri pes ösüş depgini we kiçi film ululygy ýaly köp kynçylyklara duçar bolýar. Gözleg, ösüş depgininiň (010)> (001)> (- 201)> (100) tertipde bolandygyny ýüze çykardy. 650-750 ° C aralygynda birneme Ga baý şertlerde β-Ga2O3 (010) tekiz üst we ýokary ösüş depgini bilen optimal ösüşi görkezýär. Bu usuly ulanyp, β-Ga2O3 epitaksi RMS takmynan 0,1 nm bilen üstünlikli gazanyldy. Ga-Ga2O3 Ga baý gurşawda, dürli temperaturada ösdürilip ýetişdirilen MBE filmleri şekilde görkezilýär. “Novel Crystal Technology Inc.” 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE wafli epitaksial öndürdi. 500 μm galyňlygy we XRD FWHM 150 ark sekuntdan ýokary hilli ýokary hilli (010) gönükdirilen β-Ga2O3 ýeke kristal substratlary üpjün edýär. Substrat Sn doped ýa-da Fe doped. Sn-doply geçiriji substratyň doping konsentrasiýasy 1E18-den 9E18cm - 3, demirden ýasalan ýarym izolýasiýa substratynyň garşylygy 10E10 Ω sm-den ýokary.
2.2 MOCVD usuly
MOCVD inçe filmleri ösdürip ýetişdirmek üçin metal organiki birleşmeleri ulanýar we şeýlelik bilen uly göwrümli täjirçilik önümçiligine ýetýär. MOCVD usuly bilen Ga2O3 ulalanda, trimetilgallium (TMGa), trietilgallium (TEGa) we Ga (dipentil glikol formaty) adatça Ga çeşmesi hökmünde ulanylýar, H2O, O2 ýa-da N2O kislorod çeşmesi hökmünde ulanylýar. Bu usuly ulanmak bilen ösüş, adatça ýokary temperaturany talap edýär (> 800 ° C). Bu tehnologiýa pes göterijiniň konsentrasiýasyna we ýokary we pes temperaturaly elektron hereketine ýetmek mümkinçiligine eýedir, şonuň üçin ýokary öndürijilikli β-Ga2O3 güýç enjamlarynyň durmuşa geçirilmegi üçin möhüm ähmiýete eýe. MBE ösüş usuly bilen deňeşdirilende, MOCVD ýokary temperaturanyň ösüşi we himiki reaksiýalary sebäpli β-Ga2O3 filmleriniň gaty ýokary ösüş depginlerine ýetmekde artykmaçlyga eýe.
7-nji surat β-Ga2O3 (010) AFM şekili
8-nji surat β-Ga2O3 Zal bilen temperatura bilen ölçelýän list garşylygyň arasyndaky baglanyşyk
2.3 HVPE usuly
HVPE ýetişen epitaksial tehnologiýa bolup, III-V goşma ýarymgeçirijileriň epitaksial ösüşinde giňden ulanylýar. HVPE pes önümçilik bahasy, çalt ösüş depgini we filmiň galyňlygy bilen tanalýar. HVPEβ-Ga2O3 adatça gödek ýer morfologiýasyny we ýerüsti kemçilikleriň we çukurlaryň ýokary dykyzlygyny görkezýändigini bellemelidiris. Şonuň üçin enjamy öndürmezden ozal himiki we mehaniki ýalpyldawuk amallar zerurdyr. --Ga2O3 epitaksi üçin HVPE tehnologiýasy, adatça (001) β-Ga2O3 matrisanyň ýokary temperatura reaksiýasyny öňe sürmek üçin gazly GaCl we O2 ulanýar. 9-njy suratda epitaksial filmiň üstki ýagdaýy we ösüş tizligi temperaturanyň funksiýasy hökmünde görkezilýär. Soňky ýyllarda Japanaponiýanyň “Novel Crystal Technology Inc.” HVPE gomoepitaksial β-Ga2O3-de epitaxial gatlagyň galyňlygy 5-10 mkm, wafli ululygy 2 we 4 dýuým bilen ep-esli täjirçilik üstünlik gazandy. Mundan başga-da, Hytaý elektronika tehnologiýa topary korporasiýasy tarapyndan öndürilen 20 μm galyňlykdaky HVPE β-Ga2O3 gomoepitaksial wafli hem täjirçilik etabyna girdi.
9-njy surat HVPE usuly β-Ga2O3
2.4 PLD usuly
PLD tehnologiýasy esasan çylşyrymly oksid filmlerini we heterostrukturalary goýmak üçin ulanylýar. PLD ösüş prosesinde foton energiýasy, elektron zyňylyşy arkaly maksatly material bilen birleşdirilýär. MBE-den tapawutlylykda, PLD çeşme bölejikleri aşa ýokary energiýa (> 100 eV) lazer şöhlelenmesi bilen emele gelýär we soňra gyzdyrylan substratda goýulýar. Şeýle-de bolsa, ablasiýa prosesinde käbir ýokary energiýa bölejikleri material ýüzüne gönüden-göni täsir edip, nokat kemçiliklerini döreder we şeýlelik bilen filmiň hilini peselder. MBE usulyna meňzeş ýaly, RHEED PLD β-Ga2O3 çöketlik prosesinde materialyň ýerüsti gurluşyna we morfologiýasyna hakyky wagtda gözegçilik etmek üçin ulanylyp bilner, bu gözlegçilere ösüş maglumatlary takyk almaga mümkinçilik berýär. PLD usulynyň ýokary geçirijilikli β-Ga2O3 filmleriniň ösmegine we Ga2O3 güýç enjamlarynda optimal ohm kontakt çözgüdine öwrülmegine garaşylýar.
Si 10 doply Ga2O3 AFM şekili
2.5 MIST-CVD usuly
MIST-CVD has ýönekeý we tygşytly inçe film ösüş tehnologiýasydyr. Bu CVD usuly, inçe filmiň çökmegine ýetmek üçin atomlaşdyrylan prekursory substrata sepmek reaksiýasyny öz içine alýar. Şeýle-de bolsa, şu wagta çenli duman CVD ulanyp ösdürilip ýetişdirilen Ga2O3 henizem gowy elektrik häsiýetlerine eýe däl, bu geljekde gowulaşmak we optimizasiýa üçin köp ýer galdyrýar.
Iş wagty: 30-2024-nji maý