ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ (WBG) ಅರೆವಾಹಕಗಳು ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ಅನ್ವಯಿಕ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್‌ನ ಅನ್ವಯಿಕ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಜನರು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, Ga2O3, AlN ಮತ್ತು ವಜ್ರ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ, ಇದು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಗಮನದ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಿದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ (Ga2O3) 4.8 eV ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರ, ಸುಮಾರು 8 MV cm-1 ನ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸ್ಥಗಿತ ಕ್ಷೇತ್ರ ಶಕ್ತಿ, ಸುಮಾರು 2E7cm s-1 ನ ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ವೇಗ ಮತ್ತು 3000 ರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಲಿಗಾ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ವೈಡ್-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಿದೆ.

1. ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

Ga2O3 ದೊಡ್ಡ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು (4.8 eV) ಹೊಂದಿದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು, ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, Ga2O3 ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ವಿವಿಧ n-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ತಲಾಧಾರ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, Ga2O3 ನಲ್ಲಿ ಕೊರಂಡಮ್ (α), ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್ (β), ದೋಷಯುಕ್ತ ಸ್ಪಿನೆಲ್ (γ), ಘನ (δ) ಮತ್ತು ಆರ್ಥೋರೋಂಬಿಕ್ (ɛ) ಹಂತಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಐದು ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಫಟಿಕ ಹಂತಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ. ಉಷ್ಣಬಲ ಸ್ಥಿರತೆಗಳು ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, γ, δ, α, ɛ, ಮತ್ತು β ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್ β-Ga2O3 ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಆದರೆ ಇತರ ಹಂತಗಳು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕಿಂತ ಮೆಟಾಸ್ಟೇಬಲ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ β ಹಂತವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಯೋಗ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ β-Ga2O3-ಆಧಾರಿತ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಪ್ರಮುಖ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ.

ಕೋಷ್ಟಕ 1 ಕೆಲವು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಹೋಲಿಕೆ

ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್β-Ga2O3 ನ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜಾಲರಿ ನಿಯತಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ a = 12.21 Å, b = 3.04 Å, c = 5.8 Å, ಮತ್ತು β = 103.8° ಸೇರಿವೆ. ಯೂನಿಟ್ ಕೋಶವು ತಿರುಚಿದ ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಲ್ ಸಮನ್ವಯದೊಂದಿಗೆ Ga(I) ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅಷ್ಟಮುಖಿ ಸಮನ್ವಯದೊಂದಿಗೆ Ga(II) ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. "ತಿರುಚಿದ ಘನ" ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿವೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡು ತ್ರಿಕೋನ-ಸಂಯೋಜಿತ O(I) ಮತ್ತು O(II) ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಒಂದು ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಲ್-ಸಂಯೋಜಿತ O(III) ಪರಮಾಣು ಸೇರಿವೆ. ಈ ಎರಡು ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣು ಸಮನ್ವಯದ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ರಾಸಾಯನಿಕ ತುಕ್ಕು, ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ β-Ga2O3 ನ ಅನಿಸೊಟ್ರೋಪಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1 ಮೋನೋಕ್ಲಿನಿಕ್ β-Ga2O3 ಸ್ಫಟಿಕದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರಚನಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

ಶಕ್ತಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, β-Ga2O3 ನ ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಕನಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು Ga ಪರಮಾಣುವಿನ 4s0 ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಕಕ್ಷೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಕನಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಫಿನಿಟಿ ಎನರ್ಜಿ) ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. 4 eV. β-Ga2O3 ನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು 0.28–0.33 me ಮತ್ತು ಅದರ ಅನುಕೂಲಕರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಾಹಕತೆ ಎಂದು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವೇಲೆನ್ಸ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗರಿಷ್ಠವು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ವಕ್ರತೆ ಮತ್ತು ಬಲವಾಗಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಿದ O2p ಕಕ್ಷೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಆಳವಿಲ್ಲದ Ek ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ರಂಧ್ರಗಳು ಆಳವಾಗಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. β-Ga2O3 ನಲ್ಲಿ p- ಪ್ರಕಾರದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತವೆ. P- ಪ್ರಕಾರದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದರೂ, ರಂಧ್ರ μ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. 2. ಬೃಹತ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, β-Ga2O3 ಬೃಹತ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಎಳೆಯುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕ್ಜೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ (CZ), ಅಂಚಿನ-ನಿರ್ಧರಿತ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಫೀಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನ (ಎಡ್ಜ್ -ಡಿಫೈನ್ಡ್ ಫಿಲ್ಮ್-ಫೆಡ್, EFG), ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮ್ಯಾನ್ (rtical ಅಥವಾ ಅಡ್ಡ ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮ್ಯಾನ್, HB ಅಥವಾ VB) ಮತ್ತು ತೇಲುವ ವಲಯ (ತೇಲುವ ವಲಯ, FZ) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ. ಎಲ್ಲಾ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ಜೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ಮತ್ತು ಅಂಚಿನ-ನಿರ್ಧರಿತ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಫೀಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ β-Ga 2O3 ವೇಫರ್‌ಗಳ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಪರಿಮಾಣಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಜಪಾನ್‌ನ ನಾವೆಲ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕರಗುವ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ β-Ga2O3 ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡಿದೆ.

೧.೧ ಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ವಿಧಾನ

ಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ವಿಧಾನದ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಬೀಜದ ಪದರವನ್ನು ಮೊದಲು ಮುಚ್ಚಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ವಿಧಾನವು β-Ga2O3 ಗೆ ಅದರ ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟದ ತಲಾಧಾರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, Ga2O3 ನ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ, ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ, ಕರಗುವ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು Ir ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗೆ ಹಾನಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. Ga2O3 ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ n-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುವಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆಯ ಪರಿಣಾಮ ಇದು. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ ಪ್ರಮಾಣದ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ, 10^16~10^19 cm-3 ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಮತ್ತು 160 cm2/Vs ಗರಿಷ್ಠ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ 2-ಇಂಚಿನ β-Ga2O3 ಅನ್ನು ಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ವಿಧಾನದಿಂದ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬೆಳೆಸಲಾಗಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 2 ಝೋಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆದ β-Ga2O3 ನ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ.

೧.೨ ಎಡ್ಜ್-ಡಿಫೈನ್ಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಫೀಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನ

ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ Ga2O3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ವಾಣಿಜ್ಯ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಂಚಿನ-ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿತ ತೆಳುವಾದ ಪದರದ ಆಹಾರ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ಸ್ಪರ್ಧಿ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಸ್ಲಿಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಅಚ್ಚಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆಯು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಅಚ್ಚಿಗೆ ಏರುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕದಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲ್ಪಡುವಾಗ ತೆಳುವಾದ ಪದರವು ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹರಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಅಚ್ಚಿನ ಮೇಲ್ಭಾಗದ ಅಂಚುಗಳನ್ನು ಚಕ್ಕೆಗಳು, ಕೊಳವೆಗಳು ಅಥವಾ ಯಾವುದೇ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯಲ್ಲಿ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. Ga2O3 ನ ಅಂಚಿನ-ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿತ ತೆಳುವಾದ ಪದರದ ಆಹಾರ ವಿಧಾನವು ವೇಗದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರಗಳು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ವ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 3 β-Ga2O3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಗಾತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 2-ಇಂಚಿನ ಮತ್ತು 4-ಇಂಚಿನ β-Ga2O3 ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ 6-ಇಂಚಿನ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಭವಿಷ್ಯದ ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ದೊಡ್ಡ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳು (−201) ದೃಷ್ಟಿಕೋನದೊಂದಿಗೆ ಲಭ್ಯವಾಗಿವೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, β-Ga2O3 ಎಡ್ಜ್-ಡಿಫೈನ್ಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಫೀಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನವು ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹದ ಅಂಶಗಳ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು Ga2O3 ನ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 3 ಅಂಚಿನ-ನಿರ್ಧರಿತ ಫಿಲ್ಮ್ ಫೀಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆದ β-Ga2O3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ

೧.೩ ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ವಿಧಾನ

ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಮೂಲಕ ಕ್ರಮೇಣ ಚಲಿಸುವ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಮತಲ ಅಥವಾ ಲಂಬ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಿರುಗುವ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ಬಳಸಿ. ಈ ವಿಧಾನವು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೀಜಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಬಳಸದಿರಬಹುದು ಎಂಬುದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಸಂಗತಿ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ನಿರ್ವಾಹಕರು ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ನೇರ ದೃಶ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು. ಲಂಬ ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ β-Ga2O3 ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ. ಲಂಬ ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ವಿಧಾನದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನ ಒಟ್ಟು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ನಷ್ಟವನ್ನು 1% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕನಿಷ್ಠ ನಷ್ಟದೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ β-Ga2O3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 4 ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಮನ್ ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆದ β-Ga2O3 ನ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ

೧.೪ ತೇಲುವ ವಲಯ ವಿಧಾನ

ತೇಲುವ ವಲಯ ವಿಧಾನವು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕ ಮಾಲಿನ್ಯದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ನಿರೋಧಕ ಅತಿಗೆಂಪು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು RF ಮೂಲಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ದೀಪದಿಂದ ಬಿಸಿ ಮಾಡಬಹುದು, ಹೀಗಾಗಿ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಉಪಕರಣಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ತೇಲುವ ವಲಯ ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆದ β-Ga2O3 ನ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಇನ್ನೂ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಈ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ β-Ga2O3 ಅನ್ನು ಬಜೆಟ್-ಸ್ನೇಹಿ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಾಗಿ ಬೆಳೆಯಲು ಭರವಸೆಯ ವಿಧಾನವನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ.