3. Epitaxial tinrin fiimu idagbasoke
Sobusitireti n pese Layer atilẹyin ti ara tabi Layer conductive fun awọn ẹrọ agbara Ga2O3. Layer pataki ti o tẹle ni Layer ikanni tabi Layer epitaxial ti a lo fun resistance foliteji ati gbigbe gbigbe. Lati le ṣe alekun foliteji didenukole ati dinku resistance adaṣe, sisanra iṣakoso ati ifọkansi doping, bakanna bi didara ohun elo ti o dara julọ, jẹ diẹ ninu awọn ohun pataki. Ga2O3 epitaxial Layers ti o ni agbara ti o ga julọ ni a fi silẹ ni deede ni lilo epitaxy molecular beam epitaxy (MBE), isọdi ikemi kemika ti irin (MOCVD), ifisilẹ oru eefin halide (HVPE), ifisilẹ laser pulsed (PLD), ati kurukuru CVD ti o da lori awọn imuposi ifisilẹ.
Table 2 Diẹ ninu awọn imọ-ẹrọ epitaxial aṣoju
3.1 MBE ọna
Imọ-ẹrọ MBE jẹ olokiki fun agbara rẹ lati dagba didara-giga, awọn fiimu β-Ga2O3 ti ko ni abawọn pẹlu doping n-iru iṣakoso nitori agbegbe igbale giga-giga ati mimọ ohun elo giga. Bi abajade, o ti di ọkan ninu awọn imọ-ẹrọ ifisilẹ fiimu tinrin β-Ga2O3 ti a ṣe iwadi pupọ julọ ati ti iṣowo. Ni afikun, ọna MBE tun ni ifijišẹ pese sile kan ti o ga-didara, kekere-doped heterostructure β- (AlXGa1-X) 2O3 / Ga2O3 tinrin fiimu Layer. MBE le ṣe atẹle igbekalẹ dada ati mofoloji ni akoko gidi pẹlu konge Layer atomiki nipa lilo itusilẹ agbara elekitironi giga (RHEED). Sibẹsibẹ, awọn fiimu β-Ga2O3 ti o dagba nipa lilo imọ-ẹrọ MBE ṣi koju ọpọlọpọ awọn italaya, gẹgẹbi iwọn idagbasoke kekere ati iwọn fiimu kekere. Iwadi na ri pe oṣuwọn idagba wa ni ọna ti (010)> (001)> (-201)> (100). Labẹ awọn ipo ọlọrọ Ga-die ti 650 si 750 ° C, β-Ga2O3 (010) ṣe afihan idagbasoke ti o dara julọ pẹlu oju didan ati iwọn idagbasoke giga. Lilo ọna yii, β-Ga2O3 epitaxy ti ṣaṣeyọri ni aṣeyọri pẹlu aibikita RMS ti 0.1 nm. β-Ga2O3 Ni agbegbe ọlọrọ Ga, awọn fiimu MBE ti o dagba ni awọn iwọn otutu ti o yatọ ni a fihan ni nọmba. Aramada Crystal Technology Inc ti ṣaṣeyọri iṣelọpọ epitaxially 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE wafers. Wọn pese didara giga (010) iṣalaye β-Ga2O3 awọn sobusitireti garasi kan pẹlu sisanra ti 500 μm ati XRD FWHM ni isalẹ awọn aaya 150 arc. Sobusitireti jẹ Sn doped tabi Fe doped. Sobusitireti conductive Sn-doped ni ifọkansi doping ti 1E18 si 9E18cm−3, lakoko ti irin-doped ologbele-idabobo sobusitireti ni resistivity ti o ga ju 10E10 Ω cm.
3.2 MOCVD ọna
MOCVD nlo awọn agbo ogun Organic irin bi awọn ohun elo iṣaju lati dagba awọn fiimu tinrin, nitorinaa iyọrisi iṣelọpọ iṣowo iwọn-nla. Nigbati o ba n dagba Ga2O3 nipa lilo ọna MOCVD, trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) ati Ga (dipentyl glycol formate) ni a maa n lo gẹgẹbi orisun Ga, nigba ti H2O, O2 tabi N2O ni a lo gẹgẹbi orisun atẹgun. Idagbasoke ni lilo ọna yii ni gbogbogbo nilo awọn iwọn otutu giga (>800°C). Imọ-ẹrọ yii ni agbara lati ṣaṣeyọri ifọkansi ti ngbe kekere ati iṣipopada elekitironi iwọn otutu giga ati kekere, nitorinaa o jẹ pataki nla si riri ti awọn ẹrọ agbara β-Ga2O3 ti o ga julọ. Ti a bawe pẹlu ọna idagbasoke MBE, MOCVD ni anfani ti iyọrisi awọn oṣuwọn idagbasoke ti o ga pupọ ti awọn fiimu β-Ga2O3 nitori awọn abuda ti idagbasoke iwọn otutu ati awọn aati kemikali.
Ṣe nọmba 7 β-Ga2O3 (010) aworan AFM
Ṣe nọmba 8 β-Ga2O3 Ibasepo laarin μand resistance dì ti a ṣewọn nipasẹ Hall ati otutu
3.3 HVPE ọna
HVPE jẹ imọ-ẹrọ epitaxial ti o dagba ati pe o ti ni lilo pupọ ni idagba epitaxial ti awọn semikondokito idapọmọra III-V. HVPE jẹ mimọ fun idiyele iṣelọpọ kekere rẹ, oṣuwọn idagbasoke iyara, ati sisanra fiimu giga. O yẹ ki o ṣe akiyesi pe HVPEβ-Ga2O3 nigbagbogbo n ṣe afihan morphology dada ti o ni inira ati iwuwo giga ti awọn abawọn oju ati awọn ọfin. Nitorinaa, awọn ilana didan kemikali ati ẹrọ ni a nilo ṣaaju iṣelọpọ ẹrọ naa. Imọ-ẹrọ HVPE fun β-Ga2O3 epitaxy nigbagbogbo nlo GaCl gaseous ati O2 bi awọn ipilẹṣẹ lati ṣe agbega iṣesi iwọn otutu giga ti matrix (001) β-Ga2O3. Nọmba 9 fihan ipo oju-aye ati oṣuwọn idagbasoke ti fiimu epitaxial gẹgẹbi iṣẹ ti iwọn otutu. Ni awọn ọdun aipẹ, aramada Crystal Technology Inc. ti Japan ti ṣaṣeyọri aṣeyọri iṣowo pataki ni HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, pẹlu awọn sisanra Layer epitaxial ti 5 si 10 μm ati awọn iwọn wafer ti 2 ati 4 inches. Ni afikun, 20 μm nipọn HVPE β-Ga2O3 homoepitaxial wafers ti a ṣe nipasẹ China Electronics Technology Group Corporation ti tun wọ ipele iṣowo.
Ṣe nọmba 9 ọna HVPE β-Ga2O3
3.4 PLD ọna
Imọ-ẹrọ PLD ni akọkọ lo lati fi awọn fiimu oxide eka sii ati awọn ẹya heterostructures. Lakoko ilana idagbasoke PLD, agbara photon jẹ pọ si ohun elo ibi-afẹde nipasẹ ilana itujade elekitironi. Ni idakeji si MBE, awọn patikulu orisun PLD ti wa ni akoso nipasẹ itọka laser pẹlu agbara giga pupọ (> 100 eV) ati lẹhinna gbe silẹ lori sobusitireti kikan. Sibẹsibẹ, lakoko ilana ablation, diẹ ninu awọn patikulu agbara-giga yoo ni ipa taara lori dada ohun elo, ṣiṣẹda awọn abawọn aaye ati nitorinaa dinku didara fiimu naa. Iru si ọna MBE, RHEED le ṣee lo lati ṣe atẹle ipilẹ oju-aye ati morphology ti ohun elo ni akoko gidi lakoko ilana igbasilẹ PLD β-Ga2O3, gbigba awọn oluwadi laaye lati gba alaye idagba ni deede. Ọna PLD ni a nireti lati dagba awọn fiimu β-Ga2O3 ti o ni agbara pupọ, ti o jẹ ki o jẹ ojutu olubasọrọ ohmic iṣapeye ni awọn ẹrọ agbara Ga2O3.
Olusin 10 AFM aworan ti Si doped Ga2O3
3.5 MIST-CVD ọna
MIST-CVD jẹ imọ-ẹrọ idagbasoke fiimu tinrin ti o rọrun ati idiyele. Ọna CVD yii jẹ ifasẹhin ti sisọ itọsẹ atomized sori sobusitireti lati ṣaṣeyọri ifisilẹ fiimu tinrin. Sibẹsibẹ, titi di isisiyi, Ga2O3 ti o dagba nipa lilo owusu CVD ṣi ko ni awọn ohun-ini itanna to dara, eyiti o fi aaye pupọ silẹ fun ilọsiwaju ati iṣapeye ni ọjọ iwaju.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-30-2024