2. Kobaca filimka khafiifka ah ee epitaxial
Substrate-ku wuxuu bixiyaa lakab taageero jireed ama lakab gudbiye ah oo loogu talagalay aaladaha korontada Ga2O3. Lakabka muhiimka ah ee xiga waa lakabka kanaalka ama lakabka epitaxial ee loo isticmaalo iska caabbinta danabka iyo gaadiidka side-ka. Si loo kordhiyo danabka burburka iyo loo yareeyo iska caabbinta gudbinta, dhumucda la xakamayn karo iyo fiirsashada doping-ka, iyo sidoo kale tayada walaxda ugu fiican, waa qaar ka mid ah shuruudaha. Lakabyada epitaxial ee Ga2O3 ee tayada sare leh waxaa badanaa lagu shubaa iyadoo la isticmaalayo epitaxy-ga molecular beam (MBE), dhigista uumiga kiimikada ee birta ah (MOCVD), dhigista uumiga halide (HVPE), dhigista laysarka ee pulsed (PLD), iyo farsamooyinka dhigista ee ku salaysan ceeryaamo CVD.
Shaxda 2 Qaar ka mid ah teknoolojiyadaha epitaxial-ka ee matalaya
2.1 Habka MBE
Tiknoolajiyadda MBE waxay caan ku tahay awoodda ay u leedahay inay koriso filimada β-Ga2O3 tayo sare leh, oo aan cillad lahayn oo leh doping nooca n-nooca ah oo la xakameyn karo sababtoo ah deegaankeeda faaruqinta aadka u sarreeya iyo daahirnimada walxaha sare. Natiijo ahaan, waxay noqotay mid ka mid ah tignoolajiyada kaydinta filimka khafiifka ah ee β-Ga2O3 ee ugu ballaaran uguna suurtagalka badan ee la suuqgeeyo. Intaa waxaa dheer, habka MBE sidoo kale si guul leh ayuu u diyaariyey lakab filim khafiif ah oo tayo sare leh oo β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 ah. MBE waxay la socon kartaa qaab-dhismeedka dusha sare iyo qaab-dhismeedka waqtiga dhabta ah iyadoo la adeegsanayo saxnaanta lakabka atomiga iyadoo la adeegsanayo kala-soocidda elektaroonigga tamarta sare (RHEED). Si kastaba ha ahaatee, filimada β-Ga2O3 ee lagu koriyo tiknoolajiyada MBE wali waxay la kulmaan caqabado badan, sida heerka koritaanka hooseeya iyo cabbirka filimka yar. Daraasaddu waxay ogaatay in heerka kobaca uu ahaa sida (010)>(001)>(−201)>(100). Marka la eego xaaladaha Ga-hodanka ah ee 650 ilaa 750°C, β-Ga2O3 (010) waxay muujisaa korriin wanaagsan oo leh dusha siman iyo heer korriin sare. Iyada oo la adeegsanayo habkan, β-Ga2O3 epitaxy waxaa si guul leh loogu gaaray qallafsanaanta RMS ee 0.1 nm. β-Ga2O3 Deegaan hodan ku ah Ga, filimada MBE ee lagu beero heerkul kala duwan ayaa lagu muujiyay sawirka. Novel Crystal Technology Inc. waxay si guul leh u soo saartay 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE wafers. Waxay bixiyaan substrates keli ah oo tayo sare leh (010) oo ku salaysan β-Ga2O3 oo leh dhumuc 500 μm ah iyo XRD FWHM oo ka hooseeya 150 ilbiriqsi oo qaanso ah. Substrate-ku waa Sn doped ama Fe doped. Substrate-ka Sn-doped conductive wuxuu leeyahay xoog doping ah oo u dhexeeya 1E18 ilaa 9E18cm−3, halka substrate-ka nus-daboolan ee birta lagu daboolay uu leeyahay iska caabin ka sarreysa 10E10 Ω cm.
2.2 Habka MOCVD
MOCVD waxay isticmaashaa iskudhisyo bir ah oo dabiici ah sida agab horudhac ah si ay u koraan filimaan khafiif ah, taasoo keentay in la gaaro wax soo saar ganacsi oo baaxad weyn leh. Marka la beerayo Ga2O3 iyadoo la adeegsanayo habka MOCVD, trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) iyo Ga (dipentyl glycol formate) ayaa badanaa loo isticmaalaa sidii isha Ga, halka H2O, O2 ama N2O loo isticmaalo sidii isha oksijiinta. Kobaca iyadoo la adeegsanayo habkan guud ahaan wuxuu u baahan yahay heerkul sare (>800°C). Tiknoolajiyaddani waxay leedahay awood ay ku gaarto heer sare oo side ah iyo dhaqdhaqaaq elektaroonik heerkul sare iyo hooseeya, sidaa darteed waxay muhiimad weyn u leedahay xaqiijinta aaladaha awoodda β-Ga2O3 ee waxqabadka sare leh. Marka la barbardhigo habka koritaanka MBE, MOCVD waxay leedahay faa'iidada ah inay gaarto heerarka koritaanka aadka u sarreeya ee filimada β-Ga2O3 sababtoo ah sifooyinka koritaanka heerkulka sare iyo falcelinta kiimikada.
Jaantuska 7 β-Ga2O3 (010) sawirka AFM
Jaantuska 8aad β-Ga2O3 Xiriirka ka dhexeeya μ iyo iska caabbinta xaashida oo lagu cabbiray Hall iyo heerkulka
2.3 Habka HVPE
HVPE waa tiknoolajiyad bisil oo epitaxial ah waxaana si weyn loogu isticmaalay koritaanka epitaxial ee semiconductors-ka isku dhafan ee III-V. HVPE waxaa loo yaqaanaa kharashka wax soo saarka oo hooseeya, heerka koritaanka degdegga ah, iyo dhumucda filimka oo sareysa. Waa in la ogaadaa in HVPEβ-Ga2O3 badanaa ay muujiso qaab-dhismeedka dusha sare ee qallafsan iyo cufnaanta sare ee cilladaha dusha sare iyo godadka. Sidaa darteed, hababka nadiifinta kiimikada iyo farsamada ayaa loo baahan yahay ka hor inta aan la soo saarin qalabka. Tiknoolajiyadda HVPE ee epitaxy β-Ga2O3 waxay badanaa isticmaashaa GaCl iyo O2 gaas ahaan horudhac si kor loogu qaado falcelinta heerkulka sare ee matrix-ka β-Ga2O3 (001). Jaantuska 9 wuxuu muujinayaa xaaladda dusha sare iyo heerka koritaanka filimka epitaxial iyadoo loo eegayo heerkulka. Sannadihii ugu dambeeyay, Novel Crystal Technology Inc. ee Japan waxay gaartay guul ganacsi oo muhiim ah oo ku saabsan HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, iyadoo dhumucda lakabka epitaxial ay tahay 5 ilaa 10 μm iyo cabbirka wafer-ka 2 iyo 4 inji. Intaa waxaa dheer, buskud HVPE β-Ga2O3 homoepitaxial ah oo 20 μm dhumucdiisuna tahay oo ay soo saartay China Electronics Technology Group Corporation ayaa sidoo kale galay marxaladda ganacsiga.
Jaantuska 9aad Habka HVPE β-Ga2O3
2.4 Habka PLD
Tiknoolajiyadda PLD waxaa inta badan loo isticmaalaa in lagu shubo filimada oksaydhka ee isku dhafan iyo qaababka kala duwan. Inta lagu jiro habka koritaanka PLD, tamarta photon waxaa lagu xiraa walxaha la beegsanayo iyada oo loo marayo habka sii deynta elektarooniga. Si ka duwan MBE, walxaha isha PLD waxaa sameeya shucaaca laysarka oo leh tamar aad u sareysa (>100 eV) ka dibna waxaa lagu shubaa substrate kulul. Si kastaba ha ahaatee, inta lagu jiro habka soo saarista, qaar ka mid ah walxaha tamarta sare leh ayaa si toos ah u saameyn doona dusha sare ee walxaha, iyagoo abuuraya cillado dhibic ah sidaas darteedna yareynaya tayada filimka. Sida habka MBE, RHEED waxaa loo isticmaali karaa in lagu kormeero qaab-dhismeedka dusha sare iyo qaab-dhismeedka walxaha waqtiga dhabta ah inta lagu jiro habka dhigista PLD β-Ga2O3, taasoo u oggolaanaysa cilmi-baarayaasha inay si sax ah u helaan macluumaadka koritaanka. Habka PLD waxaa la filayaa inuu kobciyo filimada β-Ga2O3 ee aadka u gudbiya, taasoo ka dhigaysa xal xiriir ohmic ah oo la hagaajiyay oo ku jira aaladaha awoodda Ga2O3.
Jaantuska 10 Sawirka AFM ee Si doped Ga2O3
2.5 Habka MIST-CVD
MIST-CVD waa tiknoolajiyad fudud oo kharash-ool ah oo korriin filim khafiif ah. Habkan CVD wuxuu ku lug leeyahay falcelinta buufinta hordhac atomized ah oo ku dul taal substrate si loo gaaro dhigista filimka khafiifka ah. Si kastaba ha ahaatee, ilaa hadda, Ga2O3 oo lagu beeray iyadoo la isticmaalayo ceeryaamo CVD wali ma laha sifooyin koronto oo wanaagsan, taas oo ka tagaysa meel badan oo lagu hagaajin karo oo lagu hagaajin karo mustaqbalka.
Waqtiga boostada: Maajo-30-2024