2. Mezinbûna fîlma tenik a epitaksiyal
Substrat ji bo cîhazên hêzê yên Ga2O3 çînek piştgiriya fîzîkî an çînek guhêrbar peyda dike. Çîna girîng a din çîna kanalê an çîna epîtaksîyal e ku ji bo berxwedana voltaja û veguhastina hilgir tê bikar anîn. Ji bo zêdekirina voltaja şikestinê û kêmkirina berxwedana guhêrbar, qalindahiya kontrolkirî û giraniya dopingê, û her weha kalîteya materyalê ya çêtirîn, hin pêşşert in. Çînên epîtaksîyal ên Ga2O3 yên bi kalîte bilind bi gelemperî bi karanîna teknîkên epîtaksî yên tîrêjên molekulî (MBE), danîna buhara kîmyewî ya organîk a metal (MOCVD), danîna buhara halîdê (HVPE), danîna lazerê ya pulsasyonî (PLD), û teknîkên danîna li ser bingeha mijê CVD têne danîn.
Tabloya 2 Hin teknolojiyên epitaksiyal ên temsîlî
2.1 Rêbaza MBE
Teknolojiya MBE bi şiyana xwe ya çandina fîlmên β-Ga2O3 yên bê kêmasî û bi kalîte bilind bi dopîngkirina celebê-n a kontrolkirî ji ber jîngeha valahiyê ya pir bilind û paqijiya materyalê ya bilind tê nasîn. Di encamê de, ew bûye yek ji teknolojiyên depokirina fîlma zirav a β-Ga2O3 ya herî berfireh lêkolînkirî û potansiyel bazirganîkirî. Wekî din, rêbaza MBE her weha çînek fîlma zirav a β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 ya bi kalîte bilind û kêm-dopîngkirî bi serkeftî amade kir. MBE dikare bi karanîna difraksiyona elektrona enerjiya bilind a refleksê (RHEED) avahiya rûberê û morfolojiyê di wextê rast de bi rastbûna çîna atomî bişopîne. Lêbelê, fîlmên β-Ga2O3 yên ku bi karanîna teknolojiya MBE têne çandin hîn jî bi gelek pirsgirêkan re rû bi rû dimînin, wekî rêjeya mezinbûna nizm û mezinahiya fîlmê piçûk. Lêkolînê dît ku rêjeya mezinbûnê di rêza (010)>(001)>(−201)>(100) de bû. Di bin şert û mercên hinekî dewlemend bi Ga de yên 650 heta 750°C, β-Ga2O3 (010) bi rûyekî nerm û rêjeya mezinbûnê ya bilind mezinbûneke çêtirîn nîşan dide. Bi karanîna vê rêbazê, epitaksîya β-Ga2O3 bi awayekî serkeftî bi hişkbûna RMS ya 0.1 nm hate bidestxistin. β-Ga2O3 Di hawîrdorek dewlemend bi Ga de, fîlmên MBE yên ku di germahiyên cûda de hatine mezin kirin di wêneyê de têne nîşandan. Novel Crystal Technology Inc. bi awayekî serkeftî waferên β-Ga2O3MBE yên 10 × 15mm2 bi awayekî epitaksîyal hilberand. Ew substratên krîstala yekane yên β-Ga2O3 yên bi kalîte (010) bi qalindahiya 500 μm û XRD FWHM di bin 150 çirkeyên arc de peyda dikin. Substrat bi Sn an jî bi Fe tê dopkirin. Substrata guhêzbar a bi Sn dopkirî xwedî rêjeya dopkirinê ya di navbera 1E18 û 9E18cm−3 de ye, lê substrata nîv-îzolekirî ya bi hesin dopkirî xwedî berxwedanek ji 10E10 Ω cm− bilindtir e.
2.2 Rêbaza MOCVD
MOCVD ji bo mezinbûna fîlmên tenik, pêkhateyên organîk ên metalî wekî materyalên pêşeng bikar tîne, bi vî rengî hilberîna bazirganî ya di asta mezin de bi dest dixe. Dema ku Ga2O3 bi karanîna rêbaza MOCVD tê çandin, trîmetîlgallyûm (TMGa), trîetîlgallyûm (TEGa) û Ga (dîpentîl glîkol format) bi gelemperî wekî çavkaniya Ga têne bikar anîn, di heman demê de H2O, O2 an N2O wekî çavkaniya oksîjenê têne bikar anîn. Mezinbûn bi karanîna vê rêbazê bi gelemperî germahiyên bilind (>800°C) hewce dike. Ev teknoloji xwedî potansiyela bidestxistina konsantrasyona hilgir a nizm û tevgera elektronê ya germahiya bilind û nizm e, ji ber vê yekê ew ji bo pêkanîna cîhazên hêza β-Ga2O3 yên performansa bilind xwedî girîngiyek mezin e. Li gorî rêbaza mezinbûna MBE, MOCVD xwedî avantaja bidestxistina rêjeyên mezinbûna pir bilind a fîlmên β-Ga2O3 ye ji ber taybetmendiyên mezinbûna germahiya bilind û reaksiyonên kîmyewî.
Wêne 7 β-Ga2O3 (010) Wêne AFM
Wêne 8 β-Ga2O3 Têkiliya di navbera μ û berxwedana pelê de ku bi Hall û germahiyê tê pîvandin
2.3 Rêbaza HVPE
HVPE teknolojiyeke epitaksiyal a gihîştî ye û di mezinbûna epitaksiyal a nîvconductorên pêkhatî yên III-V de bi berfirehî tê bikar anîn. HVPE bi lêçûna xwe ya hilberîna kêm, rêjeya mezinbûna bilez û qalindahiya fîlmê ya bilind tê zanîn. Divê were zanîn ku HVPEβ-Ga2O3 bi gelemperî morfolojiya rûyê hişk û dendika bilind a kêmasiyên rûyê û çalan nîşan dide. Ji ber vê yekê, berî çêkirina cîhazê pêvajoyên cilandina kîmyewî û mekanîkî hewce ne. Teknolojiya HVPE ji bo epitaksiyal a β-Ga2O3 bi gelemperî GaCl û O2 ya gaz wekî pêşeng bikar tîne da ku reaksiyona germahiya bilind a matrîksa (001) β-Ga2O3 pêşve bibe. Wêne 9 rewşa rûyê û rêjeya mezinbûna fîlma epitaksiyal wekî fonksiyonek germahiyê nîşan dide. Di salên dawî de, Novel Crystal Technology Inc. ya Japonya di β-Ga2O3 ya homoepitaksiyal a HVPE de, bi qalindahiya qata epitaksiyal a 5 heta 10 μm û mezinahiyên wafer ên 2 û 4 înç, serkeftinek bazirganî ya girîng bi dest xistiye. Herwiha, waflên homoepitaksiyal ên HVPE β-Ga2O3 yên bi qalindahiya 20 μm ku ji hêla China Electronics Technology Group Corporation ve têne hilberandin jî ketine qonaxa bazirganîkirinê.
Wêne 9 Rêbaza HVPE β-Ga2O3
2.4 Rêbaza PLD
Teknolojiya PLD bi giranî ji bo danîna fîlmên oksîdê yên tevlihev û heterostrukturan tê bikar anîn. Di dema pêvajoya mezinbûna PLD de, enerjiya fotonê bi rêya pêvajoya derxistina elektronan bi materyalê hedef ve tê girêdan. Berevajî MBE, perçeyên çavkaniya PLD bi tîrêjên lazerê yên bi enerjiyek pir zêde (>100 eV) têne çêkirin û paşê li ser substratek germ têne danîn. Lêbelê, di dema pêvajoya ablasyonê de, hin perçeyên enerjiya bilind dê rasterast bandorê li ser rûyê materyalê bikin, kêmasiyên xalî çêbikin û bi vî rengî kalîteya fîlmê kêm bikin. Mîna rêbaza MBE, RHEED dikare were bikar anîn da ku di dema pêvajoya danîna PLD β-Ga2O3 de avahiya rûyê û morfolojiya materyalê di wextê rast de were şopandin, ku dihêle lêkolîner bi rastî agahdariya mezinbûnê bistînin. Tê payîn ku rêbaza PLD fîlmên β-Ga2O3 yên pir guhêrbar mezin bike, ku wê bike çareseriyek têkiliya omîk a çêtirkirî di cîhazên hêza Ga2O3 de.
Wêne 10 Wêneya AFM ya Ga2O3 ya bi Si dopîngkirî
2.5 Rêbaza MIST-CVD
MIST-CVD teknolojiyeke mezinbûna fîlma zirav a nisbeten hêsan û bi arzanî ye. Ev rêbaza CVD reaksiyona rijandina pêşengek atomîzekirî li ser substratekê vedihewîne da ku pêkhatina fîlma zirav pêk were. Lêbelê, heta niha, Ga2O3-ya ku bi karanîna mij CVD-ê mezin dibe hîn jî xwedî taybetmendiyên elektrîkê yên baş nîne, ku di pêşerojê de gelek cîh ji bo başkirin û çêtirkirinê dihêle.
Dema weşandinê: 30ê Gulana 2024an