اکسیډیز شوي ولاړ غله او د اپیتیکسیل ودې ټیکنالوژي-Ⅱ

۲. د اپیتیکسیل پتلی فلم وده

سبسټریټ د Ga2O3 بریښنا وسیلو لپاره فزیکي ملاتړ طبقه یا کنډکټیو طبقه چمتو کوي. بل مهم طبقه د چینل طبقه یا ایپیټاکسیل طبقه ده چې د ولټاژ مقاومت او کیریر ټرانسپورټ لپاره کارول کیږي. د ماتیدو ولټاژ زیاتولو او د کنډکټیو مقاومت کمولو لپاره، د کنټرول وړ ضخامت او ډوپینګ غلظت، او همدارنګه د موادو غوره کیفیت، ځینې لومړني شرایط دي. د لوړ کیفیت Ga2O3 ایپیټاکسیل طبقې معمولا د مالیکولر بیم ایپیټاکسی (MBE)، فلزي عضوي کیمیاوي بخار جمع (MOCVD)، هالایډ بخار جمع (HVPE)، نبض شوي لیزر جمع (PLD)، او د فوګ CVD پر بنسټ جمع کولو تخنیکونو په کارولو سره زیرمه کیږي.

جدول ۲ ځینې استازي اپیتیکسیل ټیکنالوژي

۲.۱ د MBE طریقه

د MBE ټیکنالوژي د لوړ کیفیت لرونکي، عیب څخه پاک β-Ga2O3 فلمونو د ودې لپاره د خپل الټرا لوړ ویکیوم چاپیریال او لوړ موادو پاکوالي له امله مشهوره ده. په پایله کې، دا د خورا پراخه مطالعه شوي او احتمالي سوداګریز شوي β-Ga2O3 پتلي فلم زیرمه کولو ټیکنالوژیو څخه یو شو. سربیره پردې، د MBE میتود په بریالیتوب سره د لوړ کیفیت، ټیټ ډوپ شوي هیټروسټرکچر β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 پتلي فلم طبقه هم چمتو کړه. MBE کولی شي د انعکاس لوړ انرژي الکترون تفاوت (RHEED) په کارولو سره د اټومي طبقې دقت سره په ریښتیني وخت کې د سطحې جوړښت او مورفولوژي وڅاري. په هرصورت، د MBE ټیکنالوژۍ په کارولو سره کرل شوي β-Ga2O3 فلمونه لاهم له ډیری ننګونو سره مخ دي، لکه د ودې ټیټه کچه او د فلم کوچنۍ اندازه. مطالعې وموندله چې د ودې کچه د (010)>(001)>(−201)>(100) په ترتیب کې وه. د 650 څخه تر 750 درجو سانتي ګراد پورې د لږ Ga بډایه شرایطو لاندې، β-Ga2O3 (010) د نرمې سطحې او لوړې ودې نرخ سره غوره وده ښیې. د دې میتود په کارولو سره، β-Ga2O3 ایپیټیکسي په بریالیتوب سره د 0.1 nm د RMS ناهموارۍ سره ترلاسه شوه. β-Ga2O3 په Ga بډایه چاپیریال کې، په مختلفو تودوخې کې کرل شوي MBE فلمونه په انځور کې ښودل شوي. نوول کریسټال ټیکنالوژۍ شرکت په بریالیتوب سره د 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE ویفرونو ایپیټیکسي تولید کړی دی. دوی د لوړ کیفیت (010) متمرکز β-Ga2O3 واحد کرسټال سبسټریټونه د 500 μm ضخامت او د 150 آرک ثانیو څخه کم XRD FWHM چمتو کوي. سبسټریټونه Sn ډوپ شوي یا Fe ډوپ شوي دي. د Sn-doped کنډکټیو سبسټریټ د 1E18 څخه تر 9E18cm−3 پورې د ډوپینګ غلظت لري، پداسې حال کې چې د اوسپنې-doped نیمه انسولیټینګ سبسټریټ د 10E10 Ω سانتي مترو څخه لوړ مقاومت لري.

۲.۲ د MOCVD طریقه

MOCVD د پتلو فلمونو د ودې لپاره د مخکیني موادو په توګه فلزي عضوي مرکبات کاروي، چې په دې توګه په لویه کچه سوداګریز تولید ترلاسه کوي. کله چې د MOCVD میتود په کارولو سره Ga2O3 وده کوي، ټری میتیلګالیم (TMGa)، ټری ایتیلګالیم (TEGa) او Ga (ډیپینټیل ګلایکول فارمیټ) معمولا د Ga سرچینې په توګه کارول کیږي، پداسې حال کې چې H2O، O2 یا N2O د اکسیجن سرچینې په توګه کارول کیږي. د دې میتود په کارولو سره وده عموما لوړې تودوخې (>800 ° C) ته اړتیا لري. دا ټیکنالوژي د ټیټ کیریر غلظت او لوړ او ټیټ تودوخې الکترون حرکت ترلاسه کولو وړتیا لري، نو دا د لوړ فعالیت β-Ga2O3 بریښنا وسیلو د ترلاسه کولو لپاره خورا مهم دی. د MBE ودې میتود سره پرتله کول، MOCVD د لوړ تودوخې ودې او کیمیاوي تعاملاتو ځانګړتیاو له امله د β-Ga2O3 فلمونو د ودې خورا لوړ نرخ ترلاسه کولو ګټه لري.

شکل 7 β-Ga2O3 (010) AFM انځور

شکل ۸ β-Ga2O3 د μ او شیټ مقاومت ترمنځ اړیکه چې د هال او تودوخې لخوا اندازه کیږي

۲.۳ د HVPE طریقه

HVPE یوه پاخه شوې اپیتیکسیل ټیکنالوژي ده او د III-V مرکب سیمیکمډکټرونو د اپیتیکسیل ودې لپاره په پراخه کچه کارول شوې ده. HVPE د خپل ټیټ تولید لګښت، د چټکې ودې کچه، او د لوړ فلم ضخامت لپاره پیژندل کیږي. دا باید په یاد ولرئ چې HVPEβ-Ga2O3 معمولا د سطحې ناهموار مورفولوژي او د سطحې نیمګړتیاو او کندو لوړ کثافت ښیې. له همدې امله، د وسیلې جوړولو دمخه کیمیاوي او میخانیکي پالش کولو پروسې ته اړتیا ده. د β-Ga2O3 ایپیتیکسي لپاره د HVPE ټیکنالوژي معمولا د (001) β-Ga2O3 میټریکس د لوړ تودوخې غبرګون هڅولو لپاره د ګاز لرونکي GaCl او O2 د مخکینیو په توګه کاروي. شکل 9 د تودوخې د فعالیت په توګه د اپیتیکسیل فلم د سطحې حالت او د ودې کچه ښیې. په وروستیو کلونو کې، د جاپان ناول کرسټال ټیکنالوژۍ شرکت د HVPE هوموپیټیکیل β-Ga2O3 کې د پام وړ سوداګریز بریالیتوب ترلاسه کړی، د اپیتیکسیل پرت ضخامت له 5 څخه تر 10 μm او د ویفر اندازې 2 او 4 انچه سره. سربیره پردې، د چین الیکترونیک ټیکنالوژۍ ګروپ کارپوریشن لخوا تولید شوي 20 μm ضخامت HVPE β-Ga2O3 هومیوپیتیکسیل ویفرونه هم د سوداګریز کولو مرحلې ته ننوتلي دي.

شکل ۹ د HVPE میتود β-Ga2O3

۲.۴ د PLD طریقه

د PLD ټیکنالوژي په عمده توګه د پیچلو اکسایډ فلمونو او هیټروسټرکچرونو د زیرمه کولو لپاره کارول کیږي. د PLD ودې پروسې په جریان کې، د فوټون انرژي د الکترون اخراج پروسې له لارې د هدف موادو سره یوځای کیږي. د MBE برعکس، د PLD سرچینې ذرات د لیزر وړانګو لخوا د خورا لوړ انرژي (> 100 eV) سره رامینځته کیږي او وروسته په تودوخه شوي سبسټریټ کې زیرمه کیږي. په هرصورت، د خلاصولو پروسې په جریان کې، ځینې لوړ انرژي ذرات به په مستقیم ډول د موادو سطح باندې تاثیر وکړي، د نقطې نیمګړتیاوې رامینځته کړي او پدې توګه د فلم کیفیت کم کړي. د MBE میتود ته ورته، RHEED د PLD β-Ga2O3 زیرمه کولو پروسې په جریان کې په ریښتیني وخت کې د موادو د سطحې جوړښت او مورفولوژي څارلو لپاره کارول کیدی شي، څیړونکو ته اجازه ورکوي چې په سمه توګه د ودې معلومات ترلاسه کړي. د PLD میتود تمه کیږي چې د لوړ کنډکټیو β-Ga2O3 فلمونو وده وکړي، دا د Ga2O3 بریښنا وسیلو کې د مطلوب اومیک تماس حل جوړوي.

شکل ۱۰ د Si doped Ga2O3 AFM انځور

۲.۵ د MIST-CVD طریقه

MIST-CVD د پتلي فلم ودې لپاره نسبتا ساده او ارزانه ټیکنالوژي ده. د CVD دا طریقه د پتلي فلم زیرمه کولو لپاره په سبسټریټ باندې د اتوم شوي مخکیني سپری کولو عکس العمل شامل دی. په هرصورت، تر اوسه پورې، د Mist CVD په کارولو سره کرل شوي Ga2O3 لاهم ښه بریښنایی ملکیتونه نلري، کوم چې په راتلونکي کې د ښه والي او اصلاح لپاره ډیر ځای پریږدي.