ଗାଲିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ (SiC) ଏବଂ ଗାଲିୟମ୍ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ (GaN) ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଇଥିବା ୱାଇଡ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ (WBG) ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟାପକ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି। ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ଏବଂ ପାୱାର ଗ୍ରୀଡ୍‌ରେ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍‌ର ପ୍ରୟୋଗ ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ଦ୍ରୁତ ଚାର୍ଜିଂରେ ଗାଲିୟମ୍ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍‌ର ପ୍ରୟୋଗ ସମ୍ଭାବନା ପାଇଁ ଲୋକଙ୍କର ଉଚ୍ଚ ଆଶା ରହିଛି। ସାମ୍ପ୍ରତିକ ବର୍ଷଗୁଡ଼ିକରେ, Ga2O3, AlN ଏବଂ ହୀରା ସାମଗ୍ରୀ ଉପରେ ଗବେଷଣା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ପ୍ରଗତି କରିଛି, ଯାହା ଅଲ୍ଟ୍ରା-ୱାଇଡ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ସାମଗ୍ରୀକୁ ଧ୍ୟାନର କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ କରିଛି। ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ, ଗାଲିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (Ga2O3) ହେଉଛି ଏକ ଉଦୀୟମାନ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ୱାଇଡ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ସାମଗ୍ରୀ ଯାହାର ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗ୍ୟାପ୍ 4.8 eV, ଏକ ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବ୍ରେକଡାଉନ୍ କ୍ଷେତ୍ର ଶକ୍ତି ପ୍ରାୟ 8 MV cm-1, ଏକ ସାଚୁରେସନ୍ ବେଗ ପ୍ରାୟ 2E7cm s-1, ଏବଂ ଏକ ଉଚ୍ଚ ବାଲିଗା ଗୁଣାତ୍ମକ କାରକ 3000, ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ୍ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ କ୍ଷେତ୍ରରେ ବ୍ୟାପକ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରୁଛି।

୧. ଗାଲିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଗୁଣବତ୍ତା

Ga2O3 ର ଏକ ବଡ଼ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗ୍ୟାପ୍ (4.8 eV) ଅଛି, ଏହା ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିରୋଧୀ ଭୋଲଟେଜ୍ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି କ୍ଷମତା ଉଭୟ ହାସଲ କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି, ଏବଂ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ କମ ପ୍ରତିରୋଧରେ ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ୍ ଅନୁକୂଳନ ପାଇଁ ସମ୍ଭାବନା ରଖିପାରେ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ବର୍ତ୍ତମାନର ଗବେଷଣାର କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ କରିଥାଏ। ଏହା ସହିତ, Ga2O3 ରେ କେବଳ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଭୌତିକ ଗୁଣ ନାହିଁ, ବରଂ ବିଭିନ୍ନ ସହଜରେ ଆଡଜଷ୍ଟେବଲ୍ n-ଟାଇପ୍ ଡୋପିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା, ଏବଂ କମ ମୂଲ୍ୟର ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, Ga2O3 ରେ ପାଞ୍ଚଟି ଭିନ୍ନ ସ୍ଫଟିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଆବିଷ୍କୃତ ହୋଇଛି, ଯେଉଁଥିରେ କୋରୁଣ୍ଡମ୍ (α), ମୋନୋକ୍ଲିନିକ୍ (β), ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପାଇନେଲ୍ (γ), କ୍ୟୁବିକ୍ (δ) ଏବଂ ଅର୍ଥୋର୍ହୋମ୍ବିକ (ɛ) ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ସ୍ଥିରତା କ୍ରମାନୁସାରେ, γ, δ, α, ɛ, ଏବଂ β ଅଟେ। ଏହା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଯେ ମୋନୋକ୍ଲିନିକ୍ β-Ga2O3 ସବୁଠାରୁ ସ୍ଥିର, ବିଶେଷକରି ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ, ଯେତେବେଳେ ଅନ୍ୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟଗୁଡ଼ିକ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାଠାରୁ ମେଟାଷ୍ଟେବଲ୍ ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପଜ ପରିସ୍ଥିତିରେ β ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ରୂପାନ୍ତରିତ ହୁଏ। ତେଣୁ, ଗତ କିଛି ବର୍ଷ ମଧ୍ୟରେ ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ କ୍ଷେତ୍ରରେ β-Ga2O3-ଆଧାରିତ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ବିକାଶ ଏକ ପ୍ରମୁଖ କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ ପାଲଟିଛି।

ସାରଣୀ ୧ କିଛି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ ପାରାମିଟରର ତୁଳନା

ମୋନୋକ୍ଲିନିକ୍β-Ga2O3 ର ସ୍ଫଟିକ ଗଠନ ସାରଣୀ 1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ଏହାର ଜାଲି ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ a = 12.21 Å, b = 3.04 Å, c = 5.8 Å, ଏବଂ β = 103.8° ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ୟୁନିଟ୍ କୋଷରେ ବିକୃତ ଟେଟ୍ରାହେଡ୍ରାଲ୍ ସମନ୍ୱୟ ସହିତ Ga(I) ପରମାଣୁ ଏବଂ ଅଷ୍ଟହାଏଡ୍ରାଲ୍ ସମନ୍ୱୟ ସହିତ Ga(II) ପରମାଣୁ ଥାଏ। "ବିକୃତ ଘନ" ଆରେରେ ଅମ୍ଳଜାନ ପରମାଣୁର ତିନୋଟି ଭିନ୍ନ ବ୍ୟବସ୍ଥା ଅଛି, ଯେଉଁଥିରେ ଦୁଇଟି ତ୍ରିକୋଣୀୟ ସମନ୍ୱୟଯୁକ୍ତ O(I) ଏବଂ O(II) ପରମାଣୁ ଏବଂ ଗୋଟିଏ ଟେଟ୍ରାହେଡ୍ରାଲ୍ ସମନ୍ୱୟଯୁକ୍ତ O(III) ପରମାଣୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଏହି ଦୁଇ ପ୍ରକାରର ପରମାଣୁ ସମନ୍ୱୟର ମିଶ୍ରଣ β-Ga2O3 ର ଆନିସୋଟ୍ରୋପିକୁ ନେଇଥାଏ ଯାହା ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ, ରାସାୟନିକ କ୍ଷୟ, ଆଲୋକ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସରେ ବିଶେଷ ଗୁଣଧର୍ମ ସହିତ ଗଠିତ।

ଚିତ୍ର ୧: ମୋନୋକ୍ଲିନିକ୍ β-Ga2O3 ସ୍ଫଟିକର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଗଠନାତ୍ମକ ଚିତ୍ର

ଶକ୍ତି ବ୍ୟାଣ୍ଡ ତତ୍ତ୍ୱ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, β-Ga2O3 ର ପରିବାହ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ସର୍ବନିମ୍ନ ମୂଲ୍ୟ Ga ପରମାଣୁର 4s0 ହାଇବ୍ରିଡ୍ କକ୍ଷପଥ ସହିତ ଜଡିତ ଶକ୍ତି ଅବସ୍ଥାରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ। ପରିବାହ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ସର୍ବନିମ୍ନ ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଶକ୍ତି ସ୍ତର (ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଆଫିନିଟି ଶକ୍ତି) ମଧ୍ୟରେ ଶକ୍ତି ପାର୍ଥକ୍ୟ ମାପ କରାଯାଏ। 4 eV। β-Ga2O3 ର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱ 0.28–0.33 me ଏବଂ ଏହାର ଅନୁକୂଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପରିବାହିତା ଭାବରେ ମାପ କରାଯାଏ। ତଥାପି, ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ସର୍ବାଧିକ ଏକ ଅଗଭୀର Ek ବକ୍ର ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ ଯାହା ବହୁତ କମ୍ ବକ୍ରତା ଏବଂ ଦୃଢ଼ ଭାବରେ ସ୍ଥାନୀୟକୃତ O2p କକ୍ଷପଥ ସହିତ, ଯାହା ସୂଚାଇ ଦିଏ ଯେ ଗାତଗୁଡ଼ିକ ଗଭୀର ଭାବରେ ସ୍ଥାନୀୟକୃତ। ଏହି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ β-Ga2O3 ରେ p-ପ୍ରକାର ଡୋପିଂ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ବଡ଼ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଯଦିଓ P-ପ୍ରକାର ଡୋପିଂ ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ, ଗର୍ତ୍ତ μ ବହୁତ କମ୍ ସ୍ତରରେ ରହିଥାଏ। 2. ବଲ୍କ ଗାଲିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ବୃଦ୍ଧି ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, β-Ga2O3 ବଲ୍କ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ସବ୍ଷ୍ଟେଟ୍‌ର ବୃଦ୍ଧି ପଦ୍ଧତି ମୁଖ୍ୟତଃ ସ୍ଫଟିକ ଟାଣିବା ପଦ୍ଧତି, ଯେପରିକି Czochralski (CZ), ଧାର-ପରିଭାଷିତ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତି (Edge-Defined film-fed, EFG), Bridgman (rtical or herizontal Bridgman, HB or VB) ଏବଂ ଫ୍ଲୋଟିଂ ଜୋନ୍ (ଫ୍ଲୋଟିଂ ଜୋନ୍, FZ) ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା। ସମସ୍ତ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟରେ, Czochralski ଏବଂ ଧାର-ପରିଭାଷିତ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ଭବିଷ୍ୟତରେ β-Ga 2O3 ୱେଫରର ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ ମାର୍ଗ ହେବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି, କାରଣ ସେମାନେ ଏକକାଳୀନ ବଡ଼ ପରିମାଣ ଏବଂ କମ୍ ତ୍ରୁଟି ଘନତା ହାସଲ କରିପାରିବେ। ବର୍ତ୍ତମାନ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଜାପାନର ନୋଭେଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା β-Ga2O3 ତରଳିତ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଏକ ବାଣିଜ୍ୟିକ ମାଟ୍ରିକ୍ସ ଅନୁଭବ କରିଛି।

୧.୧ ଜୋକ୍ରାଲସ୍କି ପଦ୍ଧତି

ଜୋକ୍ରାଲ୍ସ୍କି ପଦ୍ଧତିର ନୀତି ହେଉଛି ଯେ ପ୍ରଥମେ ବିହନ ସ୍ତରକୁ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରାଯାଏ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଏକକ ସ୍ଫଟିକକୁ ଧୀରେ ଧୀରେ ତରଳାଇ ବାହାର କରାଯାଏ। ଏହାର ମୂଲ୍ୟ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା, ବଡ଼ ଆକାରର କ୍ଷମତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ସ୍ଫଟିକ ଗୁଣବତ୍ତା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ହେତୁ β-Ga2O3 ପାଇଁ କ୍ରମାଗତ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହେଉଛି। ତଥାପି, Ga2O3 ର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ବୃଦ୍ଧି ସମୟରେ ତାପଜ ଚାପ ଯୋଗୁଁ, ଏକକ ସ୍ଫଟିକର ବାଷ୍ପୀଭବନ, ତରଳିତ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ Ir କ୍ରୁସିବଲକୁ କ୍ଷତି ଘଟିବ। ଏହା Ga2O3 ରେ କମ୍ n-ଟାଇପ୍ ଡୋପିଂ ହାସଲ କରିବାରେ ଅସୁବିଧାର ପରିଣାମ। ବୃଦ୍ଧି ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଉପଯୁକ୍ତ ପରିମାଣର ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରବେଶ କରାଇବା ଏହି ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ କରିବାର ଏକ ଉପାୟ। ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ମାଧ୍ୟମରେ, ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା 2-ଇଞ୍ଚ β-Ga2O3 କୁ 10^16~10^19 cm-3 ର ମୁକ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପରିସର ଏବଂ ସର୍ବାଧିକ 160 cm2/Vs ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଘନତା ସହିତ ସଫଳତାର ସହିତ Czocralski ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ଚାଷ କରାଯାଇଛି।

ଚିତ୍ର ୨ ଜୋକ୍ରାଲସ୍କି ପଦ୍ଧତିରେ ଉତ୍ପାଦିତ β-Ga2O3 ର ଏକକ ସ୍ଫଟିକ

୧.୨ ଧାର-ପରିଭାଷିତ ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତି

ଧାର-ପରିଭାଷିତ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତିକୁ ବଡ଼-କ୍ଷେତ୍ର Ga2O3 ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ସାମଗ୍ରୀର ବାଣିଜ୍ୟିକ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରତିଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱୀ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତିର ନୀତି ହେଉଛି ତରଳକୁ ଏକ କୈଶିକ ସ୍ଲିଟ୍ ସହିତ ଏକ ଛାଞ୍ଚରେ ରଖିବା, ଏବଂ ତରଳକୁ କୈଶିକ କ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଛାଞ୍ଚ ଉପରକୁ ଉଠିଯାଏ। ଶୀର୍ଷରେ, ଏକ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ହୁଏ ଏବଂ ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ଦ୍ୱାରା ସ୍ଫଟିକୀକରଣ ପାଇଁ ପ୍ରେରିତ ହେବା ସମୟରେ ସମସ୍ତ ଦିଗରେ ବିସ୍ତାର ହୁଏ। ଏହା ସହିତ, ଛାଞ୍ଚ ଶୀର୍ଷର ଧାରଗୁଡ଼ିକୁ ଫ୍ଲେକ୍ସ, ଟ୍ୟୁବ୍ କିମ୍ବା ଯେକୌଣସି ଇଚ୍ଛିତ ଜ୍ୟାମିତିରେ ସ୍ଫଟିକ ଉତ୍ପାଦନ କରିବାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ କରାଯାଇପାରିବ। Ga2O3 ର ଧାର-ପରିଭାଷିତ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ରୁତ ବୃଦ୍ଧି ହାର ଏବଂ ବଡ଼ ବ୍ୟାସ ପ୍ରଦାନ କରେ। ଚିତ୍ର 3 ଏକ β-Ga2O3 ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ଏକ ଚିତ୍ର ଦର୍ଶାଏ। ଏହା ସହିତ, ଆକାର ସ୍କେଲ ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସ୍ୱଚ୍ଛତା ଏବଂ ସମାନତା ସହିତ 2-ଇଞ୍ଚ ଏବଂ 4-ଇଞ୍ଚ β-Ga2O3 ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବାଣିଜ୍ୟିକୀକରଣ କରାଯାଇଛି, ଯେତେବେଳେ 6-ଇଞ୍ଚ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଭବିଷ୍ୟତ ବାଣିଜ୍ୟୀକରଣ ପାଇଁ ଗବେଷଣାରେ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରାଯାଇଛି। ସମ୍ପ୍ରତି, (−201) ଦିଗ ସହିତ ବଡ଼ ବୃତ୍ତାକାର ଏକକ-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ ବଲ୍କ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟ ଉପଲବ୍ଧ ହୋଇଛି। ଏହା ସହିତ, β-Ga2O3 ଧାର-ପରିଭାଷିତ ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟ ଟ୍ରାଞ୍ଜିସନ୍ ଧାତୁ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଡୋପିଂକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ, ଯାହା Ga2O3 ର ଗବେଷଣା ଏବଂ ପ୍ରସ୍ତୁତିକୁ ସମ୍ଭବ କରିଥାଏ।

ଚିତ୍ର 3 ଧାର-ପରିଭାଷିତ ଫିଲ୍ମ ଫିଡିଂ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ବଢ଼ିଥିବା β-Ga2O3 ଏକକ ସ୍ଫଟିକ

୧.୩ ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ପଦ୍ଧତି

ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ପଦ୍ଧତିରେ, ସ୍ଫଟିକଗୁଡ଼ିକ ଏକ କ୍ରୁସିବଲରେ ଗଠିତ ହୁଏ ଯାହା ଧୀରେ ଧୀରେ ଏକ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ ମାଧ୍ୟମରେ ଗତି କରେ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାଟି ଏକ ଭୂସମାନ୍ତର କିମ୍ବା ଭୂଲମ୍ବ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶରେ କରାଯାଇପାରିବ, ସାଧାରଣତଃ ଏକ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ କ୍ରୁସିବଲ ବ୍ୟବହାର କରି। ଏହା ଲକ୍ଷ୍ୟ କରିବା ଉଚିତ ଯେ ଏହି ପଦ୍ଧତିରେ ସ୍ଫଟିକ ବିହନ ବ୍ୟବହାର ହୋଇପାରେ କିମ୍ବା ନ ହୋଇପାରେ। ପାରମ୍ପରିକ ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ଅପରେଟରମାନେ ତରଳାଇବା ଏବଂ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟାର ସିଧାସଳଖ ଦୃଶ୍ୟକରଣର ଅଭାବ ରଖନ୍ତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ସଠିକତା ସହିତ ତାପମାତ୍ରାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଭୂଲମ୍ବ ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ପଦ୍ଧତି ମୁଖ୍ୟତଃ β-Ga2O3 ର ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ଏବଂ ଏହା ଏକ ବାୟୁ ପରିବେଶରେ ବୃଦ୍ଧି କରିବାର କ୍ଷମତା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା। ଭୂଲମ୍ବ ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ପଦ୍ଧତି ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ତରଳାଇବା ଏବଂ କ୍ରୁସିବଲର ମୋଟ ବସ୍ତୁ କ୍ଷତି 1% ତଳେ ରଖାଯାଏ, ଯାହା ସର୍ବନିମ୍ନ କ୍ଷତି ସହିତ ବଡ଼ β-Ga2O3 ଏକକ ସ୍ଫଟିକର ବୃଦ୍ଧିକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

ଚିତ୍ର ୪ ବ୍ରିଜମ୍ୟାନ୍ ପଦ୍ଧତିରେ ବଢ଼ିଥିବା β-Ga2O3 ର ଏକକ ସ୍ଫଟିକ

୧.୪ ଭାସମାନ ମଣ୍ଡଳ ପଦ୍ଧତି

ଭାସମାନ ଜୋନ୍ ପଦ୍ଧତି କ୍ରୁସିବଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଦ୍ୱାରା ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରଦୂଷଣର ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ କରେ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରତିରୋଧୀ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ ସହିତ ଜଡିତ ଉଚ୍ଚ ଖର୍ଚ୍ଚକୁ ହ୍ରାସ କରେ। ଏହି ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ତରଳାଇକୁ RF ଉତ୍ସ ବଦଳରେ ଏକ ଲ୍ୟାମ୍ପ ଦ୍ୱାରା ଗରମ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ଫଳରେ ବୃଦ୍ଧି ଉପକରଣ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ସରଳ କରିଥାଏ। ଯଦିଓ ଭାସମାନ ଜୋନ୍ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ବଢ଼ିଥିବା β-Ga2O3 ର ଆକୃତି ଏବଂ ସ୍ଫଟିକ ଗୁଣବତ୍ତା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସର୍ବୋତ୍ତମ ନୁହେଁ, ଏହି ପଦ୍ଧତି ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା β-Ga2O3 କୁ ବଜେଟ-ଅନୁକୂଳ ଏକକ ସ୍ଫଟିକରେ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିପୂର୍ଣ୍ଣ ପଦ୍ଧତି ଖୋଲିଥାଏ।