Theknoloji ea kholo ea lijo-thollo tse emeng tse nang le oksijene le epitaxial-Ⅱ

2. Kgolo ya filimi e tshesane ya Epitaxial

Substrate e fana ka lera la tšehetso ea 'mele kapa lera le tsamaisang motlakase bakeng sa lisebelisoa tsa motlakase tsa Ga2O3. Lera le latelang la bohlokoa ke lera la kanale kapa lera la epitaxial le sebelisetsoang ho hanyetsa motlakase le ho tsamaisa thepa. E le ho eketsa motlakase o senyehang le ho fokotsa ho hanyetsa motlakase, botenya bo ka laoloang le mahloriso a doping, hammoho le boleng bo botle ba thepa, ke lintho tse ling tse hlokahalang. Li-epitaxial tsa Ga2O3 tsa boleng bo holimo hangata li kenngoa ka ho sebelisa epitaxy ea molecular beam (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), halide vapor deposition (HVPE), pulsed laser deposition (PLD), le mekhoa ea ho beha e thehiloeng ho fog CVD.

Tafole ea 2 Mekhoa e meng ea theknoloji e emelang epitaxial

2.1 Mokhoa oa MBE

Theknoloji ea MBE e tsebahala ka bokhoni ba eona ba ho holisa lifilimi tsa β-Ga2O3 tsa boleng bo holimo, tse se nang sekoli tse nang le doping ea mofuta oa n e ka laoloang ka lebaka la tikoloho ea eona ea vacuum e phahameng haholo le bohloeki bo phahameng ba thepa. Ka lebaka leo, e fetohile e 'ngoe ea mahlale a ho boloka lifilimi tse tšesaane tsa β-Ga2O3 a ithutoang haholo le a ka rekisoang ka ho fetisisa. Ho phaella moo, mokhoa oa MBE o boetse o lokisitse ka katleho lera la filimi e tšesaane ea β-(AlXGa1-X)2O3/Ga2O3 ea boleng bo holimo, e nang le doped e tlase. MBE e ka beha leihlo sebopeho sa bokaholimo le sebopeho ka nako ea sebele ka ho nepahala ha lera la athomo ka ho sebelisa diffraction ea elektrone e nang le matla a phahameng a reflection (RHEED). Leha ho le joalo, lifilimi tsa β-Ga2O3 tse holisitsoeng ho sebelisoa theknoloji ea MBE li ntse li tobana le liphephetso tse ngata, joalo ka sekhahla se tlase sa kholo le boholo bo bonyenyane ba filimi. Phuputso e fumane hore sekhahla sa kholo se ne se le ka tatellano ea (010)>(001)>(−201)>(100). Tlas'a maemo a Ga-rich hanyane a 650 ho isa ho 750°C, β-Ga2O3 (010) e bonts'a kholo e ntle ka bokaholimo bo boreleli le sekhahla se phahameng sa kholo. Ho sebelisoa mokhoa ona, β-Ga2O3 epitaxy e fihlelletsoe ka katleho ka RMS roughness ea 0.1 nm. β-Ga2O3 Tikolohong e Ga-rich, lifilimi tsa MBE tse lenngoeng mochesong o fapaneng li bontšitsoe setšoantšong. Novel Crystal Technology Inc. e atlehile ho hlahisa li-wafer tsa 10 × 15mm2 β-Ga2O3MBE. Li fana ka li-substrate tsa kristale tse le 'ngoe tsa β-Ga2O3 tse shebaneng le boleng bo holimo (010) tse nang le botenya ba 500 μm le XRD FWHM ka tlase ho metsotsoana e 150 ea arc. Substrate e entsoe ka Sn doped kapa Fe doped. Substrate e tsamaisang motlakase e nang le Sn-doped e na le concentration ea doping ea 1E18 ho isa ho 9E18cm−3, ha substrate e nang le semi-insulating e nang le tšepe e na le resistivity e phahameng ho feta 10E10 Ω cm.

2.2 Mokhoa oa MOCVD

MOCVD e sebelisa metsoako ea tšepe ea tlhaho e le lisebelisoa tsa pele ho holisa lifilimi tse tšesaane, ka hona e fihlella tlhahiso e kholo ea khoebo. Ha ho lengoa Ga2O3 ho sebelisoa mokhoa oa MOCVD, trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa) le Ga (dipentyl glycol formate) hangata li sebelisoa e le mohloli oa Ga, ha H2O, O2 kapa N2O li sebelisoa e le mohloli oa oksijene. Khōlo e sebelisang mokhoa ona hangata e hloka mocheso o phahameng (>800°C). Theknoloji ena e na le bokhoni ba ho fihlela mahloriso a tlase a carrier le ho tsamaea ha lielektrone mochesong o phahameng le o tlase, kahoo e bohlokoa haholo ho phethahatseng lisebelisoa tsa matla tsa β-Ga2O3 tse sebetsang hantle. Ha e bapisoa le mokhoa oa kholo oa MBE, MOCVD e na le monyetla oa ho fihlela sekhahla se phahameng haholo sa kholo ea lifilimi tsa β-Ga2O3 ka lebaka la litšobotsi tsa kholo ea mocheso o phahameng le liketso tsa lik'hemik'hale.

Setšoantšo sa 7 β-Ga2O3 (010) AFM setšoantšo

Setšoantšo sa 8 β-Ga2O3 Kamano pakeng tsa μ le khanyetso ea lakane e lekantsoeng ka Hall le mocheso

2.3 Mokhoa oa HVPE

HVPE ke theknoloji e butsoitseng ea epitaxial 'me e sebelisitsoe haholo kholong ea epitaxial ea li-semiconductor tsa metsoako ea III-V. HVPE e tsebahala ka litšenyehelo tsa eona tse tlase tsa tlhahiso, sekhahla sa kholo e potlakileng, le botenya bo phahameng ba filimi. Ho lokela ho hlokomeloa hore HVPEβ-Ga2O3 hangata e bontša sebopeho se bataletseng sa bokaholimo le bongata bo phahameng ba liphoso tsa bokaholimo le likoti. Ka hona, lits'ebetso tsa ho bentša lik'hemik'hale le tsa mechini lia hlokahala pele ho etsoa sesebelisoa. Theknoloji ea HVPE bakeng sa epitaxy ea β-Ga2O3 hangata e sebelisa GaCl le O2 tse nang le khase e le li-precursor ho khothaletsa karabelo ea mocheso o phahameng oa matrix ea (001) β-Ga2O3. Setšoantšo sa 9 se bontša boemo ba bokaholimo le sekhahla sa kholo sa filimi ea epitaxial e le ts'ebetso ea mocheso. Lilemong tsa morao tjena, Novel Crystal Technology Inc. ea Japane e fihletse katleho e kholo ea khoebo ho HVPE homoepitaxial β-Ga2O3, ka botenya ba lera la epitaxial la 5 ho isa ho 10 μm le boholo ba wafer ba lisenthimithara tse 2 le 4. Ho phaella moo, di-wafer tsa HVPE β-Ga2O3 tse teteaneng tsa 20 μm tse hlahisitsweng ke China Electronics Technology Group Corporation le tsona di kene mohatong wa kgwebo.

Setšoantšo sa 9 Mokhoa oa HVPE β-Ga2O3

2.4 Mokhoa oa PLD

Theknoloji ea PLD e sebelisoa haholo ho beha lifilimi tse rarahaneng tsa oxide le li-heterostructures. Nakong ea ts'ebetso ea kholo ea PLD, matla a photon a hokahanngoa le thepa e reriloeng ka ts'ebetso ea ho ntša li-elektrone. Ho fapana le MBE, likaroloana tsa mohloli oa PLD li thehoa ke mahlaseli a laser a nang le matla a phahameng haholo (>100 eV) ebe hamorao li beoa holim'a substrate e futhumetseng. Leha ho le joalo, nakong ea ts'ebetso ea ablation, likaroloana tse ling tsa matla a phahameng li tla ama bokaholimo ba thepa ka kotloloho, li hlahise likoli tsa lintlha 'me kahoo li fokotse boleng ba filimi. Ho tšoana le mokhoa oa MBE, RHEED e ka sebelisoa ho lekola sebopeho sa bokaholimo le sebopeho sa thepa ka nako ea sebele nakong ea ts'ebetso ea ho beha PLD β-Ga2O3, e lumellang bafuputsi ho fumana tlhaiso-leseling ea kholo ka nepo. Mokhoa oa PLD o lebelletsoe ho holisa lifilimi tsa β-Ga2O3 tse tsamaisang haholo, e leng se etsang hore e be tharollo e ntlafalitsoeng ea ohmic contact lisebelisoa tsa motlakase tsa Ga2O3.

Setšoantšo sa 10 AFM sa Si doped Ga2O3

2.5 Mokhoa oa MIST-CVD

MIST-CVD ke theknoloji e bonolo le e theko e tlaase ea ho holisa filimi e tšesaane. Mokhoa ona oa CVD o kenyelletsa karabelo ea ho fafatsa selelekela sa athomo holim'a substrate ho fihlela ho kenngoa ha filimi e tšesaane. Leha ho le joalo, ho fihlela joale, Ga2O3 e lengoang ka ho sebelisa CVD e tšesaane e ntse e haelloa ke thepa e ntle ea motlakase, e leng se sieang sebaka se seholo sa ntlafatso le ntlafatso nakong e tlang.