2. Fitomboan'ny sarimihetsika manify epitaxial
Ny substrate dia manome sosona fanohanana ara-batana na sosona mpitondra herinaratra ho an'ny fitaovana herinaratra Ga2O3. Ny sosona manan-danja manaraka dia ny sosona fantsona na sosona epitaxial izay ampiasaina amin'ny fanoherana ny voltazy sy ny fitaterana mpitondra. Mba hampitomboana ny voltazy tapaka sy hampihenana ny fanoherana ny fitarihana, ny hateviny azo fehezina sy ny fifantohana doping, ary koa ny kalitaon'ny fitaovana tsara indrindra, dia fepetra takiana mialoha. Ny sosona epitaxial Ga2O3 avo lenta dia matetika apetraka amin'ny alàlan'ny epitaxy beam molecular (MBE), metal organic chemical evaporation (MOCVD), halide evaporation (HVPE), pulsed laser deposition (PLD), ary ny teknika fametrahana mifototra amin'ny fog CVD.
Tabilao 2 Ireo teknolojia epitaxial sasany maneho hevitra
2.1 fomba MBE
Malaza amin'ny fahafahany mampitombo sarimihetsika β-Ga2O3 avo lenta sy tsy misy lesoka miaraka amin'ny doping karazana-n azo fehezina ny teknolojia MBE noho ny tontolo banga avo lenta sy ny fahadiovan'ny fitaovana avo lenta. Vokatr'izany, dia lasa iray amin'ireo teknolojia fametrahana sarimihetsika manify β-Ga2O3 be mpiana-draharaha indrindra sy mety ho varotra izy io. Ankoatra izany, ny fomba MBE dia nahomby tamin'ny fanomanana sosona sarimihetsika manify β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 heterostructure avo lenta sy ambany doped. Afaka manara-maso ny firafitry ny ety ambonin'ny tany sy ny morphology amin'ny fotoana tena izy ny MBE miaraka amin'ny fahamarinan'ny sosona atomika amin'ny alàlan'ny fampiasana ny diffraction elektrôna angovo avo lenta (RHEED). Na izany aza, ny sarimihetsika β-Ga2O3 ambolena amin'ny alàlan'ny teknolojia MBE dia mbola miatrika fanamby maro, toy ny tahan'ny fitomboana ambany sy ny haben'ny sarimihetsika kely. Hitan'ny fanadihadiana fa ny tahan'ny fitomboana dia eo amin'ny filaharan'ny (010)>(001)>(−201)>(100). Ao anatin'ny toe-javatra manankarena Ga kely eo amin'ny 650 ka hatramin'ny 750°C, ny β-Ga2O3 (010) dia mampiseho fitomboana tsara indrindra miaraka amin'ny velarana malama sy tahan'ny fitomboana avo. Amin'ny fampiasana ity fomba ity, dia tratra soa aman-tsara ny epitaxy β-Ga2O3 miaraka amin'ny RMS roughness 0.1 nm. β-Ga2O3 Ao anatin'ny tontolo manankarena Ga, ny sarimihetsika MBE ambolena amin'ny mari-pana samihafa dia aseho amin'ny sary. Ny Novel Crystal Technology Inc. dia nahomby tamin'ny famokarana epitaxial wafers 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE. Manome substrates kristaly tokana β-Ga2O3 (010) avo lenta miaraka amin'ny hatevina 500 μm sy XRD FWHM latsaky ny 150 segondra arc izy ireo. Ny substrate dia asiana Sn na Fe. Ny substrate conductive misy Sn dia manana fifantohana doping 1E18 hatramin'ny 9E18cm−3, raha toa kosa ny substrate semi-insulating misy vy dia manana resistivity ambony noho ny 10E10 Ω cm.
2.2 fomba MOCVD
Mampiasa akora organika metaly ho toy ny akora fototra ny MOCVD mba hampitomboana sarimihetsika manify, ka mahatratra famokarana ara-barotra amin'ny ambaratonga lehibe. Rehefa mamboly Ga2O3 amin'ny alàlan'ny fomba MOCVD, ny trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) ary Ga (dipentyl glycol formate) dia matetika ampiasaina ho loharanon'ny Ga, raha ny H2O, O2 na N2O kosa no ampiasaina ho loharanon'ny oksizenina. Ny fitomboana mampiasa ity fomba ity dia matetika mitaky mari-pana avo (>800°C). Ity teknolojia ity dia manana ny fahafahana hahatratra fifantohana ambany amin'ny mpitatitra sy fivezivezen'ny elektrôna amin'ny mari-pana ambony sy ambany, noho izany dia tena manan-danja amin'ny fanatanterahana fitaovana herinaratra β-Ga2O3 avo lenta. Raha ampitahaina amin'ny fomba fitomboana MBE, ny MOCVD dia manana tombony amin'ny fahazoana tahan'ny fitomboan'ny sarimihetsika β-Ga2O3 avo dia avo noho ny toetran'ny fitomboana amin'ny mari-pana ambony sy ny fihetsika simika.
Sary 7 β-Ga2O3 (010) sary AFM
Sary 8 β-Ga2O3 Ny fifandraisana misy eo amin'ny μ sy ny fanoheran'ny takelaka voarefy amin'ny Hall sy ny mari-pana
2.3 Fomba HVPE
Teknolojia epitaxial matotra ny HVPE ary efa nampiasaina betsaka tamin'ny fitomboan'ny epitaxial an'ny semiconductors III-V. Fantatra amin'ny vidiny ambany amin'ny famokarana, ny tahan'ny fitomboana haingana, ary ny hatevin'ny sarimihetsika avo lenta ny HVPE. Tsara homarihina fa ny HVPEβ-Ga2O3 dia mazàna mampiseho endrika mikitoantoana amin'ny ety ivelany ary hakitroky ny lesoka sy lavaka amin'ny ety ivelany. Noho izany, ilaina ny dingana fanadiovana simika sy mekanika alohan'ny hanamboarana ny fitaovana. Ny teknolojia HVPE ho an'ny epitaxy β-Ga2O3 dia mazàna mampiasa gazy GaCl sy O2 ho toy ny precursors mba hampiroboroboana ny fihetsiky ny matrice (001) β-Ga2O3 amin'ny mari-pana avo. Ny Sary 9 dia mampiseho ny toetry ny ety ivelany sy ny tahan'ny fitomboan'ny sarimihetsika epitaxial arakaraka ny mari-pana. Tato anatin'ny taona vitsivitsy, ny Novel Crystal Technology Inc. any Japon dia nahatratra fahombiazana ara-barotra lehibe tamin'ny HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, miaraka amin'ny hatevin'ny sosona epitaxial 5 ka hatramin'ny 10 μm ary ny haben'ny wafer 2 sy 4 santimetatra. Ankoatra izany, ny wafer homoepitaxial HVPE β-Ga2O3 matevina 20 μm novokarin'ny China Electronics Technology Group Corporation dia efa niditra tamin'ny dingana ara-barotra ihany koa.
Sary 9 Fomba HVPE β-Ga2O3
2.4 Fomba PLD
Ny teknolojia PLD dia ampiasaina indrindra amin'ny fametrahana sarimihetsika oksida sarotra sy heterostructures. Mandritra ny dingan'ny fitomboan'ny PLD, ny angovo photon dia mifamatotra amin'ny fitaovana kendrena amin'ny alàlan'ny dingana famoahana elektrôna. Mifanohitra amin'ny MBE, ny singa loharano PLD dia foronina amin'ny alàlan'ny taratra laser miaraka amin'ny angovo avo dia avo (>100 eV) ary avy eo apetraka amin'ny substrate mafana. Na izany aza, mandritra ny dingan'ny ablation, ny singa angovo avo lenta sasany dia hisy fiantraikany mivantana amin'ny velaran'ny fitaovana, ka hamorona lesoka teboka ary hampihena ny kalitaon'ny sarimihetsika. Mitovy amin'ny fomba MBE, ny RHEED dia azo ampiasaina hanaraha-maso ny rafitra sy ny morphology amin'ny velaran'ny fitaovana amin'ny fotoana tena izy mandritra ny dingan'ny fametrahana PLD β-Ga2O3, ahafahan'ny mpikaroka mahazo fampahalalana momba ny fitomboana marina. Ny fomba PLD dia antenaina hampitombo sarimihetsika β-Ga2O3 mitondra herinaratra avo lenta, ka mahatonga azy io ho vahaolana fifandraisana ohmic tsara indrindra amin'ny fitaovana herinaratra Ga2O3.
Sary 10 Sary AFM an'ny Ga2O3 voatototra Si
2.5 Fomba MIST-CVD
Teknolojia fampitomboana sarimihetsika manify tsotra sy mahomby amin'ny vidiny ny MIST-CVD. Ity fomba CVD ity dia ahitana ny fiparitahan'ny precursor voapotika amin'ny substrate mba hahazoana fametrahana sarimihetsika manify. Na izany aza, hatreto, ny Ga2O3 ambolena amin'ny fampiasana mist CVD dia mbola tsy manana toetra elektrika tsara, izay mamela toerana betsaka ho an'ny fanatsarana sy fanatsarana amin'ny ho avy.
Fotoana fandefasana: 30 Mey 2024