2. Tuputupu aʻe o le ata manifinifi epitaxial
O le mea e fa'avae i luga o le pa e maua ai se vaega lagolago fa'aletino po'o se vaega e fa'afoeina ai le eletise mo masini eletise Ga2O3. O le isi vaega taua o le vaega o le alavai po'o le vaega epitaxial e fa'aaogaina mo le tete'e atu i le voltage ma le felauaiga o le avefe'au. Ina ia fa'ateleina le breakdown voltage ma fa'aitiitia le tete'e atu i le conduction, o le mafiafia e mafai ona pulea ma le fa'aputuina o le doping, fa'apea fo'i ma le lelei sili ona lelei o meafaitino, o nisi ia o mea e mana'omia muamua. O vaega epitaxial Ga2O3 maualuga le lelei e masani ona fa'aputuina e fa'aaoga ai le molecular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), halide vapor deposition (HVPE), pulsed laser deposition (PLD), ma fog CVD based deposition techniques.
Laulau 2 O nisi o tekinolosi epitaxial fa'atusa
2.1 Metotia MBE
Ua lauiloa le tekinolosi MBE i lona gafatia e fa'atupu ai ni ata tifaga β-Ga2O3 e maualuga le tulaga, e aunoa ma ni fa'aletonu ma le fa'aaogaina o le n-type doping e mafai ona pulea ona o lona siosiomaga e matua maualuga lava le vacuum ma le mama o meafaitino. O se taunuuga, ua avea ai ma se tasi o tekinolosi e sili ona su'esu'eina ma ono fa'apisinisi ai le β-Ga2O3 thin film deposition. E le gata i lea, o le metotia MBE na saunia ai fo'i ma le manuia se heterostructure low-doped β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 thin film layer e maualuga le tulaga, e maualalo le doped. E mafai e le MBE ona mata'ituina le fausaga ma le morphology o luga i le taimi moni ma le sa'o o le atomic layer e ala i le fa'aaogaina o le reflection high energy electron diffraction (RHEED). Peita'i, o ata tifaga β-Ga2O3 o lo'o fa'atupuina e fa'aaoga ai le tekinolosi MBE o lo'o feagai pea ma le tele o lu'itau, e pei o le maualalo o le fua faatatau o le tuputupu a'e ma le la'ititi o le ata tifaga. Na maua i le su'esu'ega o le fua faatatau o le tuputupu a'e sa i le fa'asologa o le (010)>(001)>(−201)>(100). I lalo o tulaga e fai si mauoa i le Ga mai le 650 i le 750°C, o le β-Ga2O3 (010) e faaalia ai le tuputupu ae sili ona lelei ma se foliga lamolemole ma le saoasaoa maualuga o le tuputupu ae. I le faaaogaina o lenei metotia, na ausia ai ma le manuia le epitaxy o le β-Ga2O3 ma le RMS roughness o le 0.1 nm. β-Ga2O3 I se siosiomaga e mauoa i le Ga, o ata MBE na totoina i vevela eseese o loo faaalia i le ata. Ua manuia le gaosiga e le Novel Crystal Technology Inc. o le 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE wafers i le epitaxially. Latou te tuuina atu ni substrates β-Ga2O3 e tasi le tioata e maualuga le lelei (010) ma le mafiafia o le 500 μm ma le XRD FWHM i lalo ifo o le 150 arc seconds. O le substrate ua Sn doped po o le Fe doped. O le substrate conductive ua Sn-doped e iai le doping concentration o le 1E18 i le 9E18cm−3, ae o le substrate semi-insulating ua iron-doped e iai le resistivity e sili atu nai lo le 10E10 Ω cm.
2.2 Metotia MOCVD
E fa'aaogā e le MOCVD ni mea fa'aola u'amea e fai ma mea e fa'atupu ai ni ata manifinifi, ma maua ai le gaosiga fa'apisinisi tele. A fa'atupuina le Ga2O3 e fa'aaogā ai le metotia MOCVD, e masani ona fa'aaogā le trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) ma le Ga (dipentyl glycol formate) o le puna o le Ga, ae o le H2O, O2 po'o le N2O e fa'aaogā o le puna o le okesene. O le tuputupu a'e e fa'aaogā ai lenei metotia e masani ona mana'omia ai le vevela maualuga (>800°C). O lenei tekinolosi e iai le gafatia e ausia ai le maualalo o le fa'aputuga o mea e feavea'i ai ma le maualuga ma le maualalo o le vevela o le eletise, o lea e matua taua tele ai i le fa'atinoina o masini eletise β-Ga2O3 e maualuga le fa'atinoga. Pe a fa'atusatusa i le metotia tuputupu a'e MBE, e iai le lelei o le MOCVD i le ausiaina o le maualuga tele o fua faatatau o le tuputupu a'e o ata β-Ga2O3 ona o uiga o le tuputupu a'e i le vevela maualuga ma tali atu fa'akemikolo.
Ata 7 β-Ga2O3 (010) ata AFM
Ata 8 β-Ga2O3 O le sootaga i le va o le μ ma le tete'e o le laupepa na fuaina e Hall ma le vevela
2.3 Metotia HVPE
O le HVPE o se tekinolosi epitaxial ua matua ma ua faʻaaogaina lautele i le tuputupu aʻe epitaxial o semiconductors faʻaputuga III-V. Ua lauiloa le HVPE i lona tau maualalo o le gaosiga, vave o le tuputupu aʻe, ma le mafiafia tele o le ata tifaga. E tatau ona maitauina o le HVPEβ-Ga2O3 e masani ona faʻaalia ai le foliga o luga ma le mafiafia tele o mea sese ma lua o luga. O le mea lea, e manaʻomia ai faiga faʻapulusau faʻakemikolo ma faʻainisinia aʻo leʻi gaosia le masini. O le tekinolosi HVPE mo le β-Ga2O3 epitaxy e masani ona faʻaaogaina le kesi GaCl ma le O2 o ni mea muamua e faʻalauiloa ai le tali atu i le vevela maualuga o le (001) β-Ga2O3 matrix. O loʻo faʻaalia i le Ata 9 le tulaga o luga ma le saoasaoa o le tuputupu aʻe o le ata tifaga epitaxial e tusa ai ma le vevela. I tausaga talu ai nei, ua ausia e le Novel Crystal Technology Inc. a Iapani le manuia tele i pisinisi i le HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, faʻatasi ai ma le mafiafia o le vaega epitaxial e 5 i le 10 μm ma le lapopoʻa o le wafer e 2 ma le 4 inisi. E le gata i lea, o wafers homoepitaxial HVPE β-Ga2O3 e 20 μm le mafiafia na gaosia e le China Electronics Technology Group Corporation ua ulufale atu foi i le laasaga faapisinisi.
Ata 9 Metotia HVPE β-Ga2O3
2.4 Metotia PLD
O le tekinolosi PLD e faʻaaogaina tele e teu ai ata tifaga oxide faigata ma heterostructures. I le taimi o le faagasologa o le tuputupu aʻe o le PLD, o le malosiaga o le photon e faʻapipiʻi i le mea faʻamoemoeina e ala i le faagasologa o le faʻasalalauina o le eletise. E ese mai i le MBE, o vaega puna o le PLD e fausia e ala i le faʻasalalauina o le laser ma le malosi tele (>100 eV) ma mulimuli ane teuina i luga o se substrate vevela. Peitaʻi, i le taimi o le faagasologa o le ablation, o nisi o vaega malosi tele o le a aʻafia saʻo ai le fogāeleele o le mea, ma faʻatupuina ai ni faʻaletonu ma faʻaitiitia ai le lelei o le ata. E tutusa ma le metotia MBE, e mafai ona faʻaaogaina le RHEED e mataʻituina ai le fausaga o le fogāeleele ma le morphology o le mea i le taimi moni i le taimi o le faagasologa o le teuina o le PLD β-Ga2O3, e mafai ai e le au suʻesuʻe ona maua saʻo faʻamatalaga tuputupu aʻe. O le metotia PLD e faʻamoemoe e faʻatupuina ata tifaga β-Ga2O3 e maualuga le conductivity, ma avea ai ma se fofo faʻafesoʻotaʻi ohmic sili ona lelei i masini eletise Ga2O3.
Ata 10 Ata AFM o le Ga2O3 ua fa'afefiloi ma le Si
2.5 Metotia MIST-CVD
O le MIST-CVD o se tekinolosi faigofie ma taugofie mo le tuputupu aʻe o le ata manifinifi. O lenei metotia CVD e aofia ai le faʻasusuina o se mea muamua ua faʻaatomika i luga o se mea e faʻapipiʻi ai ina ia maua ai le faʻaputuina o ata manifinifi. Peitaʻi, i le taimi nei, o le Ga2O3 ua totoina e faʻaaoga ai le mist CVD e le o lava ni meatotino eletise lelei, lea e tele ai avanoa mo le faʻaleleia atili ma le faʻaleleia atili i le lumanaʻi.
Taimi o le meli: 30 Me 2024