2. Эпитаксиаль нечкә фильм үсеше
Субстрат Ga2O3 электр җайланмалары өчен физик ярдәм катламы яки үткәргеч катлам белән тәэмин итә. Киләсе мөһим катлам - канал катламы яки көчәнешкә каршы тору һәм ташучы транспорт өчен кулланылган эпитаксиаль катлам. Ватылу көчәнешен арттыру һәм үткәрү каршылыгын киметү өчен, контрольдә тотыла торган калынлык һәм допинг концентрациясе, шулай ук оптималь материал сыйфаты - кайбер шартлар. 2гары сыйфатлы Ga2O3 эпитаксиаль катламнар, гадәттә, молекуляр нур эпитаксы (MBE), металл органик химик пар парламенты (MOCVD), галид парларын чүпләү (HVPE), импульслы лазер чүпләү (PLD), һәм томан CVD нигезендә чүпләү техникасы ярдәмендә урнаштырыла.
Таблица 2 Кайбер эпитаксиаль технологияләр
2.1 MBE ысулы
MBE технологиясе ультра югары вакуум мохите һәм югары материаль чисталыгы аркасында контрольдә тотыла торган n тибындагы допинг белән югары сыйфатлы, кимчелексез β-Ga2O3 фильмнарын үстерү сәләте белән дан тота. Нәтиҗәдә, ул иң киң өйрәнелгән һәм потенциаль коммерцияләштерелгән β-Ga2O3 нечкә фильмны чүпләү технологияләренең берсенә әверелде. Моннан тыш, MBE ысулы шулай ук югары сыйфатлы, аз доплы гетероструктураны уңышлы әзерләде β- (AlXGa1-X) 2O3 / Ga2O3 нечкә кино катламы. MBE реаль вакытта атом катламының төгәллеге белән өслек структурасын һәм морфологияне күзәтә ала, югары энергия электрон дифракциясен чагылдырып (RHEED). Ләкин, MBE технологиясе ярдәмендә үскән β-Ga2O3 фильмнары әле бик күп проблемалар белән очрашалар, мәсәлән, түбән үсеш темплары һәм кечкенә кино күләме. Тикшеренү ачыклаганча, үсеш темплары (010)> (001)> (- 201)> (100) тәртибендә. 650 - 750 ° C га кадәр аз бай шартларда β-Ga2O3 (010) шома өслек һәм югары үсеш темплары белән оптималь үсешне күрсәтә. Бу ысулны кулланып, β-Ga2O3 эпитаксы RMS тупаслыгы 0,1 нм белән уңышлы ирешелде. Ga-Ga2O3 Га бай мохиттә, төрле температурада үскән MBE фильмнары рәсемдә күрсәтелгән. Novel Crystal Technology Inc. 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE ваферларын эпитаксиаль рәвештә уңышлы җитештерде. Алар югары сыйфатлы (010) юнәлешле β-Ga2O3 бер кристалл субстратлар белән тәэмин итәләр, калынлыгы 500 μm һәм XRD FWHM 150 дугадан түбән. Субстрат - Sn doped яки Fe doped. Сн-доплы үткәргеч субстратның допинг концентрациясе 1E18 - 9E18cm - 3, тимер белән капланган ярым изоляцион субстратның каршылыгы 10E10 Ω смнан югарырак.
2.2 MOCVD ысулы
MOCVD металл органик кушылмаларны нечкә пленкалар үстерү өчен прекурсор материаллар итеп куллана, шуның белән зур күләмле коммерция производствосына ирешә. Ga2O3 MOCVD ысулы ярдәмендә үскәндә, триметилгаллиум (TMGa), триетилгаллиум (TEGa) һәм Ga (дипентил гликол форматы) гадәттә Ga чыганагы буларак кулланыла, ә H2O, O2 яки N2O кислород чыганагы буларак кулланыла. Бу ысулны куллану гадәттә югары температураны таләп итә (> 800 ° C). Бу технология түбән йөртүче концентрациясенә һәм югары һәм түбән температуралы электрон хәрәкәткә ирешү потенциалына ия, шуңа күрә ул югары җитештерүчән β-Ga2O3 электр җайланмаларын тормышка ашыру өчен зур әһәмияткә ия. MBE үсеш ысулы белән чагыштырганда, MOCVD югары температураның үсеше һәм химик реакцияләр аркасында β-Ga2O3 фильмнарының бик югары үсеш темпларына ирешү өстенлегенә ия.
Рәсем 7 β-Ga2O3 (010) AFM рәсеме
Рәсем 8 β-Ga2O3 Зал һәм температура белән үлчәнгән таблицаның каршылыгы арасындагы бәйләнеш
2.3 HVPE ысулы
HVPE - җитлеккән эпитаксиаль технология һәм III-V кушылма ярымүткәргечләрнең эпитаксиаль үсешендә киң кулланылган. HVPE аз җитештерү бәясе, тиз үсеш темплары һәм кино калынлыгы белән билгеле. Әйтергә кирәк, HVPEβ-Ga2O3 гадәттә тупас өслек морфологиясен һәм өслек җитешсезлекләренең һәм чокырларның югары тыгызлыгын күрсәтә. Шуңа күрә, җайланма җитештергәнче химик һәм механик бизәү процесслары кирәк. --Ga2O3 эпитакси өчен HVPE технологиясе, гадәттә, (001) β-Ga2O3 матрицасының югары температуралы реакциясен алга этәрү өчен газлы GaCl һәм O2 куллана. 9 нчы рәсемдә температура функциясе буларак эпитаксиаль пленканың өслеге торышы һәм үсеш темплары күрсәтелгән. Соңгы елларда Япониянең Novel Crystal Technology Inc. HVPE гомепитаксиаль β-Ga2O3 зур коммерция уңышына иреште, эпитаксиаль катлам калынлыгы 5-10 мм, вафер зурлыгы 2 һәм 4 дюйм. Моннан тыш, Кытай электроника технологияләре төркеме корпорациясе җитештергән 20 мм калынлыктагы HVPE β-Ga2O3 гомепитаксиаль ваферлар да коммерцияләштерү этабына керделәр.
Рәсем 9 HVPE ысулы β-Ga2O3
2.4 ПЛД ысулы
PLD технологиясе, нигездә, катлаулы оксид пленкаларын һәм гетероструктураларны урнаштыру өчен кулланыла. ПЛД үсеш процессында фотон энергиясе электрон эмиссия процессы аша максатлы материалга кушыла. MBEдан аермалы буларак, PLD чыганак кисәкчәләре бик югары энергияле (> 100 eV) лазер нурлары белән барлыкка килә һәм соңыннан җылытылган субстратка урнаштырыла. Ләкин, абляция процессында кайбер югары энергия кисәкчәләре материаль өслеккә турыдан-туры тәэсир итәчәк, нокта җитешсезлекләрен барлыкка китерә һәм шулай итеп кино сыйфатын киметәчәк. MBE ысулына охшаган, RHEED PLD β-Ga2O3 чүпләү процессында реаль вакытта материалның өслек структурасын һәм морфологиясен күзәтү өчен кулланыла ала, тикшерүчеләргә үсеш турында төгәл мәгълүмат алырга мөмкинлек бирә. PLD ысулы югары үткәргеч β-Ga2O3 фильмнарын үстерер дип көтелә, һәм аны Ga2O3 электр җайланмаларында оптимальләштерелгән охмик контакт чишелеше итә.
Si 10-ның AFM рәсеме Ga2O3
2.5 MIST-CVD ысулы
MIST-CVD - чагыштырмача гади һәм чыгымлы эффектив кино үсеше технологиясе. Бу CVD ысулы атомлаштырылган прекурсорны субстратка сиптерү реакциясен үз эченә ала. Ләкин, әлегә кадәр, томан CVD кулланып үскән Ga2O3 яхшы электр үзлекләренә ия түгел, бу киләчәктә яхшырту һәм оптимизация өчен күп урын калдыра.
Пост вакыты: 30-2024 май