1. Li-semiconductor tsa moloko oa boraro
Theknoloji ea semiconductor ea moloko oa pele e ntlafalitsoe ho latela thepa ea semiconductor e kang Si le Ge. Ke motheo oa thepa bakeng sa nts'etsopele ea li-transistors le theknoloji ea potoloho e kopaneng. Thepa ea semiconductor ea moloko oa pele e thehile motheo oa indasteri ea elektroniki lekholong la bo20 la lilemo 'me ke thepa ea motheo bakeng sa theknoloji ea potoloho e kopaneng.
Lisebelisoa tsa semiconductor tsa moloko oa bobeli li kenyelletsa haholo-holo gallium arsenide, indium phosphide, gallium phosphide, indium arsenide, aluminium arsenide le metsoako ea tsona ea ternary. Lisebelisoa tsa semiconductor tsa moloko oa bobeli ke motheo oa indasteri ea tlhahisoleseling ea optoelectronic. Motheong ona, liindasteri tse amanang le tsona tse kang mabone, ponts'o, laser le photovoltaics li se li ntlafalitsoe. Li sebelisoa haholo theknolojing ea tlhahisoleseling ea sejoale-joale le indastering ea ponts'o ea optoelectronic.
Lisebelisoa tse emelang thepa ea semiconductor ea moloko oa boraro li kenyelletsa gallium nitride le silicon carbide. Ka lebaka la lekhalo la tsona le leholo la lebanta, lebelo le phahameng la ho kheloha ha li-elektrone, conductivity e phahameng ea mocheso, le matla a tšimo a ho senyeha ho hoholo, ke lisebelisoa tse loketseng bakeng sa ho lokisa lisebelisoa tsa elektroniki tse nang le matla a phahameng, maqhubu a phahameng le tahlehelo e tlase. Har'a tsona, lisebelisoa tsa matla a silicon carbide li na le melemo ea matla a mangata, tšebeliso e tlase ea matla, le boholo bo bonyenyane, 'me li na le menyetla e mengata ea ts'ebeliso likoloing tse ncha tsa matla, li-photovoltaics, lipalangoang tsa terene, big data, le masimo a mang. Lisebelisoa tsa Gallium nitride RF li na le melemo ea maqhubu a phahameng, matla a phahameng, bandwidth e pharaletseng, tšebeliso e tlase ea matla le boholo bo bonyenyane, 'me li na le menyetla e mengata ea ts'ebeliso puisanong ea 5G, Inthanete ea Lintho, radar ea sesole le masimo a mang. Ho phaella moo, lisebelisoa tsa matla tse thehiloeng ho gallium nitride li sebelisitsoe haholo tšimong ea motlakase o tlase. Ho feta moo, lilemong tsa morao tjena, lisebelisoa tse hlahang tsa gallium oxide li lebelletsoe ho theha tlatsetso ea tekheniki le mahlale a teng a SiC le GaN, 'me li na le menyetla e ka bang teng ea ts'ebeliso masimong a maqhubu a tlase le a motlakase o phahameng.
Ha ho bapisoa le thepa ea semiconductor ea moloko oa bobeli, thepa ea semiconductor ea moloko oa boraro e na le bophara bo pharaletseng ba lekhalo (bophara ba lekhalo la Si, thepa e tloaelehileng ea thepa ea semiconductor ea moloko oa pele, e ka ba 1.1eV, bophara ba lekhalo la GaAs, thepa e tloaelehileng ea thepa ea semiconductor ea moloko oa bobeli, e ka ba 1.42eV, 'me bophara ba lekhalo la GaN, thepa e tloaelehileng ea thepa ea semiconductor ea moloko oa boraro, e ka holimo ho 2.3eV), khanyetso e matla ea mahlaseli, khanyetso e matla ea ho senyeha ha tšimo ea motlakase, le khanyetso e phahameng ea mocheso. Lisebelisoa tsa semiconductor tsa moloko oa boraro tse nang le bophara bo boholo ba lekhalo la lekhalo li loketse haholo tlhahiso ea lisebelisoa tsa elektroniki tse hanyetsanang le mahlaseli, maqhubu a phahameng, matla a phahameng le bongata bo kopaneng. Ts'ebeliso ea tsona lisebelisoa tsa maqhubu a seea-le-moea tsa microwave, li-LED, li-laser, lisebelisoa tsa motlakase le masimo a mang li hohetse tlhokomelo e kholo, 'me li bontšitse menyetla e pharaletseng ea nts'etsopele puisanong ea mehala ea thekeng, li-grid tse bohlale, lipalangoang tsa terene, likoloi tse ncha tsa matla, lisebelisoa tsa elektroniki tsa bareki, le lisebelisoa tsa khanya ea ultraviolet le e putsoa-botala [1].
Mohloli oa setšoantšo: CASA, Setsi sa Lipatlisiso sa Zheshang Securities
Setšoantšo sa 1 Sekala sa nako sa sesebelisoa sa motlakase sa GaN le ponelopele
Sebopeho le litšobotsi tsa thepa ea II GaN
GaN ke semiconductor ea bandgap e tobileng. Bophara ba bandgap ba sebopeho sa wurtzite mochesong oa kamore ke hoo e ka bang 3.26eV. Lisebelisoa tsa GaN li na le meaho e meraro e meholo ea kristale, e leng sebopeho sa wurtzite, sebopeho sa sphalerite le sebopeho sa letsoai la lefika. Har'a tsona, sebopeho sa wurtzite ke sebopeho sa kristale se tsitsitseng ka ho fetisisa. Setšoantšo sa 2 ke setšoantšo sa sebopeho sa wurtzite se nang le mahlakore a tšeletseng sa GaN. Sebopeho sa wurtzite sa thepa ea GaN ke sa sebopeho se nang le mahlakore a tšeletseng se nang le mahlakore a tšeletseng. Sele ka 'ngoe ea yuniti e na le liathomo tse 12, ho kenyeletsoa liathomo tse 6 tsa N le liathomo tse 6 tsa Ga. Athomo ka 'ngoe ea Ga (N) e theha kamano le liathomo tse 4 tse haufi tsa N (Ga) 'me e behiloe ka tatellano ea ABABAB… ho latela [0001] [2].
Setšoantšo sa 2 Sebopeho sa Wurtzite Setšoantšo sa sele ea kristale ea GaN
III Lisebelisoa tse sebelisoang hangata bakeng sa GaN epitaxy
Ho bonahala eka epitaxy e ts'oanang ho li-substrate tsa GaN ke khetho e ntle ka ho fetisisa bakeng sa epitaxy ea GaN. Leha ho le joalo, ka lebaka la matla a maholo a tlamo ea GaN, ha mocheso o fihla ntlheng ea ho qhibiliha ea 2500℃, khatello ea eona ea ho bola e tsamaellanang e ka ba 4.5GPa. Ha khatello ea ho bola e le tlase ho feta khatello ena, GaN ha e qhibilihe empa ea bola ka kotloloho. Sena se etsa hore theknoloji ea ho lokisa substrate e hōlileng tsebong joalo ka mokhoa oa Czochralski e sa lokele ho lokisoa ha li-substrate tsa kristale e le 'ngoe ea GaN, e leng se etsang hore li-substrate tsa GaN li be thata ho li hlahisa ka bongata 'me li bitsa chelete e ngata. Ka hona, li-substrate tse sebelisoang hangata kholong ea epitaxial ea GaN haholo-holo ke Si, SiC, safire, jj. [3].
Chate ea 3 GaN le liparamente tsa thepa ea substrate e sebelisoang hangata
GaN epitaxy holim'a safire
Sapphire e na le thepa e tsitsitseng ea lik'hemik'hale, e theko e tlase, 'me e na le khōlo e phahameng ea indasteri ea tlhahiso e kholo. Ka hona, e fetohile e 'ngoe ea thepa ea substrate ea pele le e sebelisoang haholo boenjiniere ba lisebelisoa tsa semiconductor. Joaloka e 'ngoe ea substrate e sebelisoang haholo bakeng sa GaN epitaxy, mathata a maholo a hlokang ho rarolloa bakeng sa substrate ea safire ke:
✔ Ka lebaka la ho se tshwane ho hoholo ha lera la sapphire (Al2O3) le GaN (hoo e ka bang 15%), bongata ba sekoli bo hokahaneng pakeng tsa lera la epitaxial le substrate bo hodimo haholo. E le ho fokotsa ditlamorao tsa yona tse mpe, substrate e tlameha ho etswa kalafo e rarahaneng pele ho qala tshebetso ya epitaxy. Pele ho lengwa epitaxy ya GaN hodima substrate tsa sapphire, bokahodimo ba substrate bo tlameha ho hlwekiswa ka thata pele ho tlosa ditshila, tshenyo e setseng ya ho bentsha, jj., le ho hlahisa meaho ya mehato le ya bokahodimo ba mehato. Ebe, bokahodimo ba substrate bo tlotswa ka nitride ho fetola thepa ya ho kolobisa ya lera la epitaxial. Qetellong, lera le lesesane la AlN buffer (hangata le botenya ba 10-100nm) le hloka ho bewa hodima bokahodimo ba substrate mme le annealed ka mocheso o tlase ho itokisetsa kgolo ya ho qetela ya epitaxial. Leha ho le jwalo, bongata ba ho falla ha dislocation difiliming tsa GaN epitaxial tse hodisitsweng hodima di-substrate tsa safire bo ntse bo le hodimo ho feta ba difiliming tsa homoepitaxial (tse ka bang 1010cm-2, ha di bapiswa le bongata ba ho falla ha dislocation difiliming tsa silicon homoepitaxial kapa difiliming tsa gallium arsenide homoepitaxial, kapa pakeng tsa 102 le 104cm-2). Bongata bo hodimo ba sekoli bo fokotsa ho tsamaya ha di-carrier, ka hona bo kgutsufatsa bophelo ba di-carrier tse nyane le ho fokotsa ho tsamaisa mocheso, tseo kaofela di tla fokotsa tshebetso ya sesebediswa [4];
✔ Koefficient ea katoloso ea mocheso ea safire e kholo ho feta ea GaN, kahoo khatello ea khatello ea biaxial e tla hlahisoa lera la epitaxial nakong ea ts'ebetso ea ho pholisa ho tloha mochesong oa deposition ho ea mochesong oa kamore. Bakeng sa lifilimi tse teteaneng tsa epitaxial, khatello ena e ka baka ho petsoha ha filimi kapa esita le substrate;
✔ Ha ho bapisoa le li-substrate tse ling, ho tsamaisoa ha mocheso oa li-substrate tsa safire ho tlase (hoo e ka bang 0.25W*cm-1*K-1 ho 100℃), 'me ts'ebetso ea ho qhala mocheso e mpe;
✔ Ka lebaka la ho se tsamaise motlakase hantle, di-substrate tsa safire ha di kgothaletse ho kopanngwa le ho sebediswa ha tsona le disebediswa tse ding tsa semiconductor.
Leha bongata ba dikotsi tsa mahlakore a GaN epitaxial a hodisitsweng hodima di-substrate tsa safire bo le hodimo, ha ho bonahale eka ho fokotsa haholo tshebetso ya optoelectronic ya di-LED tse boputswa-botala ba GaN, kahoo di-substrate tsa safire e ntse e le di-substrate tse sebediswang haholo bakeng sa di-LED tse thehilweng ho GaN.
Ka nts'etsopele ea lits'ebetso tse ncha tsa lisebelisoa tsa GaN tse kang lasers kapa lisebelisoa tse ling tsa matla a maholo, liphoso tse teng tsa substrates tsa safire li fetohile moedi ts'ebelisong ea tsona. Ho phaella moo, ka nts'etsopele ea theknoloji ea kholo ea substrate ea SiC, phokotso ea litšenyehelo le ho butsoa ha theknoloji ea GaN epitaxial holim'a substrates tsa Si, lipatlisiso tse ling mabapi le ho holisa likarolo tsa GaN epitaxial holim'a substrates tsa safire li bontšitse butle-butle mokhoa oa ho pholisa.
GaN epitaxy ho SiC
Ha ho bapisoa le safire, li-substrate tsa SiC (likristale tsa 4H- le 6H) li na le ho se lumellane ho honyenyane ha lattice le li-layers tsa GaN epitaxial (3.1%, tse lekanang le lifilimi tsa epitaxial tse shebaneng le [0001], conductivity e phahameng ea mocheso (hoo e ka bang 3.8W*cm-1*K-1), jj. Ho phaella moo, conductivity ea li-substrate tsa SiC e boetse e lumella ho etsoa ha likhokahano tsa motlakase ka morao ho substrate, e leng se thusang ho nolofatsa sebopeho sa sesebelisoa. Boteng ba melemo ena bo hohetse bafuputsi ba bangata ho sebetsa ho epitaxy ea GaN holim'a li-substrate tsa silicon carbide.
Leha ho le jwalo, ho sebetsa ka kotloloho hodima di-substrate tsa SiC ho qoba ho hodisa di-epilayers tsa GaN le hona ho tobane le letoto la mathata, ho kenyeletswa le tse latelang:
✔ Ho ba thata ha bokaholimo ba li-substrate tsa SiC ho phahame haholo ho feta ha li-substrate tsa safire (ho ba thata ha safire 0.1nm RMS, ho ba thata ha SiC 1nm RMS), li-substrate tsa SiC li na le bothata bo boholo le ts'ebetso e mpe ea ts'ebetso, 'me ho ba thata hona le tšenyo e setseng ea ho bentša le tsona ke e 'ngoe ea mehloli ea liphoso ho li-epilayers tsa GaN.
✔ Bongata ba ho sekama ha di-screw tsa di-substrate tsa SiC bo hodimo (bongata ba ho sekama ha di-screw ke 103-104cm-2), ho sekama ha di-screw ho ka ata ho ya ho epilayer ya GaN mme ha fokotsa tshebetso ya sesebediswa;
✔ Tokisetso ea athomo holim'a substrate e baka ho thehoa ha liphoso tsa ho bokellana (BSFs) ka har'a epilayer ea GaN. Bakeng sa epitaxial GaN holim'a substrates tsa SiC, ho na le litaelo tse ngata tse ka khonehang tsa tokisetso ea athomo holim'a substrate, e leng se fellang ka tatellano e sa tsitsang ea pele ea ho bokellana ha athomo ea lera la epitaxial GaN ho lona, e leng se bakang liphoso tsa ho bokellana. Liphoso tsa ho bokellana (SFs) li hlahisa masimo a motlakase a hahiloeng ka har'a c-axis, e leng se lebisang mathateng a kang ho lutla ha lisebelisoa tsa karohano ea bajari ba sefofaneng;
✔ Koefficient ea katoloso ea mocheso ea substrate ea SiC e nyane ho feta ea AlN le GaN, e bakang ho bokellana ha khatello ea mocheso pakeng tsa lera la epitaxial le substrate nakong ea ts'ebetso ea ho pholisa. Waltereit le Brand ba ile ba bolela esale pele ho latela liphetho tsa bona tsa lipatlisiso hore bothata bona bo ka fokotsoa kapa ba rarolloa ka ho holisa lera la epitaxial la GaN holim'a lera la nucleation la AlN le tšesaane, le nang le khatello e kopaneng;
✔ Bothata ba ho se kolobe ha liathomo tsa Ga. Ha ho holisoa likarolo tsa GaN epitaxial ka ho toba holim'a SiC, ka lebaka la ho se kolobe ha tsona pakeng tsa liathomo tse peli, GaN e sekametse ho holeng ha sehlekehleke sa 3D holim'a substrate. Ho hlahisa lera la buffer ke tharollo e sebelisoang haholo ho ntlafatsa boleng ba thepa ea epitaxial ho GaN epitaxy. Ho hlahisa lera la buffer la AlN kapa AlxGa1-xN ho ka ntlafatsa ho koloba ha bokaholimo ba SiC ka katleho le ho etsa hore lera la GaN epitaxial le hōle ka litekanyo tse peli. Ho phaella moo, e ka boela ea laola khatello ea maikutlo le ho thibela liphoso tsa substrate ho namela ho GaN epitaxy;
✔ Theknoloji ea ho lokisa li-substrate tsa SiC ha e sa butsoa hantle, litšenyehelo tsa substrate li holimo, 'me ho na le bafepedi ba fokolang le phepelo e nyane.
Phuputso ea Torres le ba bang e bontša hore ho fata substrate ea SiC ka H2 mochesong o phahameng (1600°C) pele epitaxy ho ka hlahisa sebopeho sa mehato se hlophisitsoeng hantle holim'a substrate, ka hona ho fumana filimi ea AlN epitaxial ea boleng bo holimo ho feta ha e holisoa ka kotloloho holim'a substrate ea pele. Phuputso ea Xie le sehlopha sa hae e boetse e bontša hore ho fata pele substrate ea silicon carbide ho ka ntlafatsa haholo sebopeho sa bokaholimo le boleng ba kristale ba lera la GaN epitaxial. Smith le ba bang ba fumane hore ho arohana ha khoele ho tsoang lera la substrate/buffer le li-interface tsa lera la buffer/epitaxial ho amana le ho batalla ha substrate [5].
Setšoantšo sa 4 Sebopeho sa TEM sa disampole tsa lera la GaN epitaxial tse hodisitsweng hodima substrate ya 6H-SiC (0001) tlasa maemo a fapaneng a kalafo ya bokahodimo (a) ho hlwekisa dikhemikhale; (b) ho hlwekisa dikhemikhale + kalafo ya plasma ya haeterojene; (c) ho hlwekisa dikhemikhale + kalafo ya plasma ya haeterojene + kalafo ya mocheso wa haeterojene ya 1300℃ metsotso e 30
GaN epitaxy on Si
Ha ho bapisoa le silicon carbide, safire le li-substrate tse ling, mokhoa oa ho lokisa substrate ea silicon o butsoitse, 'me o ka fana ka li-substrate tse kholo tse butsoitse tse nang le ts'ebetso e theko e phahameng. Ka nako e ts'oanang, ho khanna ha mocheso le ho khanna ha motlakase li ntle, 'me mokhoa oa sesebelisoa sa elektroniki sa Si o butsoitse. Monyetla oa ho kopanya ka botlalo lisebelisoa tsa GaN tsa optoelectronic le lisebelisoa tsa elektroniki tsa Si nakong e tlang le oona o etsa hore kholo ea GaN epitaxy ho silicon e be e khahlehang haholo.
Leha ho le jwalo, ka lebaka la phapang e kgolo ya di-constant tsa lattice pakeng tsa substrate ya Si le thepa ya GaN, epitaxy e fapaneng ya GaN hodima substrate ya Si ke epitaxy e tloaelehileng e kgolo e sa tshwaneng, mme e boetse e hloka ho tobana le letoto la mathata:
✔ Bothata ba matla a sebopeho sa bokaholimo. Ha GaN e hola holim'a substrate ea Si, bokaholimo ba substrate ea Si bo tla qala ka ho ntšoa nitride ho etsa lera la silicon nitride le sa fetoheng le sa lumelleng nucleation le kholo ea GaN e nang le bongata bo phahameng. Ho phaella moo, bokaholimo ba Si bo tla qala ka ho kopana le Ga, e leng se tla senya bokaholimo ba substrate ea Si. Maemong a mocheso o phahameng, ho bola ha bokaholimo ba Si ho tla hasana ka har'a lera la GaN epitaxial ho etsa matheba a silicon a matšo.
✔ Ho se lumellane ho sa feleng ha lera la GaN le Si ho hoholo (~17%), e leng se tla lebisa ho thehoeng ha ho fapoha ha khoele e nang le bongata bo boholo le ho fokotsa boleng ba lera la epitaxial haholo;
✔ Ha ho bapisoa le Si, GaN e na le coefficient e kholoanyane ea katoloso ea mocheso (coefficient ea katoloso ea mocheso ea GaN e ka bang 5.6×10-6K-1, coefficient ea katoloso ea mocheso ea Si e ka bang 2.6×10-6K-1), 'me mapetso a ka hlahisoa lera la epitaxial la GaN nakong ea ho pholisa mocheso oa epitaxial ho ea mochesong oa kamore;
✔ Si e arabela le NH3 mochesong o phahameng ho etsa polycrystalline SiNx. AlN e ke ke ea theha nucleus e shebaneng ka mokhoa o khethehileng ho polycrystalline SiNx, e leng se lebisang ho tataiso e sa tsitsang ea lera la GaN le holisitsoeng hamorao le palo e phahameng ea liphoso, e leng se fellang ka boleng bo bobe ba kristale ea lera la GaN epitaxial, esita le bothata ba ho theha lera la GaN epitaxial le nang le kristale e le 'ngoe [6].
E le ho rarolla bothata ba ho se tshwane ho hoholo ha lattice, bafuputsi ba lekile ho hlahisa thepa e kang AlAs, GaAs, AlN, GaN, ZnO, le SiC e le dikarolo tsa buffer hodima di-substrate tsa Si. E le ho qoba ho thehwa ha polycrystalline SiNx le ho fokotsa ditlamorao tsa yona tse mpe boleng ba kristale ba thepa ya GaN/AlN/Si (111), TAl hangata e hlokahala hore e kenngwe ka nako e itseng pele ho kgolo ya epitaxial ya lera la buffer la AlN ho thibela NH3 ho arabela le bokahodimo ba Si bo pepesitsweng ho theha SiNx. Ho phaella moo, mahlale a epitaxial a kang theknoloji ya substrate e nang le dipaterone a ka sebediswa ho ntlafatsa boleng ba lera la epitaxial. Ntshetsopele ya mahlale ana e thusa ho thibela ho thehwa ha SiNx sebopehong sa epitaxial, ho kgothaletsa kgolo ya mahlakore a mabedi ya lera la epitaxial la GaN, le ho ntlafatsa boleng ba kgolo ya lera la epitaxial. Ho feta moo, lera la buffer la AlN le kenngwa ho lefella kgatello ya ho tensile e bakwang ke phapang ya di-coefficients tsa katoloso ya mocheso ho qoba mapetso lera la epitaxial la GaN hodima substrate ya silicon. Phuputso ea Krost e bontša hore ho na le kamano e ntle pakeng tsa botenya ba lera la AlN buffer le phokotso ea khatello. Ha botenya ba lera la buffer bo fihla ho 12nm, lera la epitaxial le teteaneng ho feta 6μm le ka lengoa holim'a substrate ea silicon ka morero o loketseng oa kholo ntle le ho petsoha ha lera la epitaxial.
Kamora boiteko ba nako e telele ba bafuputsi, boleng ba likarolo tsa GaN epitaxial tse hodisitsweng hodima di-substrate tsa silicon bo ntlafaditswe haholo, mme disebediswa tse kang di-transistors tsa phello ya tshimo, di-detector tsa ultraviolet tsa Schottky barrier, di-LED tse putswa-botala le di-laser tsa ultraviolet di entse kgatelopele e kgolo.
Ka bokhutšoanyane, kaha li-substrate tsa GaN epitaxial tse sebelisoang hangata ke li-epitaxy tse sa tšoaneng, kaofela li tobana le mathata a tloaelehileng a kang ho se lumellane ha lattice le liphapang tse kholo ho li-coefficients tsa katoloso ea mocheso ho ea ho maemo a fapaneng. Li-substrate tsa GaN tse tšoanang tsa epitaxial li lekanyelitsoe ke khōlo ea theknoloji, 'me li-substrate ha li so hlahisoe ka bongata. Litšenyehelo tsa tlhahiso li holimo, boholo ba substrate bo bonyenyane, 'me boleng ba substrate ha boa lokela. Nts'etsopele ea li-substrate tse ncha tsa GaN epitaxial le ntlafatso ea boleng ba epitaxial e ntse e le e 'ngoe ea lintlha tsa bohlokoa tse thibelang nts'etsopele e tsoelang pele ea indasteri ea GaN epitaxial.
IV. Mekhoa e tloaelehileng ea GaN epitaxy
MOCVD (ho kenngoa ha mouoane oa lik'hemik'hale)
Ho bonahala eka epitaxy e ts'oanang holim'a li-substrate tsa GaN ke khetho e ntle ka ho fetisisa bakeng sa epitaxy ea GaN. Leha ho le joalo, kaha lintho tse etellang pele ho kenngoa ha mouoane oa lik'hemik'hale ke trimethylgallium le ammonia, 'me khase e tsamaisang ke hydrogen, mocheso o tloaelehileng oa kholo ea MOCVD ke hoo e ka bang 1000-1100℃, 'me sekhahla sa kholo sa MOCVD ke hoo e ka bang li-microns tse 'maloa ka hora. E ka hlahisa li-interface tse teteaneng boemong ba athomo, e leng se loketseng haholo bakeng sa ho holisa li-heterojunctions, liliba tsa quantum, li-superlattice le meaho e meng. Sekhahla sa eona sa kholo e potlakileng, ho tšoana hantle, le ho tšoaneleha bakeng sa kholo ea libaka tse kholo le ea likarolo tse ngata hangata li sebelisoa tlhahisong ea indasteri.
MBE (molecular beam epitaxy)
Ho epitaxy ea mahlaseli a limolek'hule, Ga e sebelisa mohloli oa elemental, 'me naetrojene e sebetsang e fumanoa ho tsoa ho naetrojene ka plasma ea RF. Ha e bapisoa le mokhoa oa MOCVD, mocheso oa kholo ea MBE o ka ba 350-400℃ o tlase. Mocheso o tlase oa kholo o ka qoba tšilafalo e itseng e ka bakoang ke libaka tse nang le mocheso o phahameng. Sistimi ea MBE e sebetsa tlas'a vacuum e phahameng haholo, e e lumellang ho kopanya mekhoa e mengata ea ho lemoha sebakeng seo. Ka nako e ts'oanang, sekhahla sa eona sa kholo le bokhoni ba tlhahiso li ke ke tsa bapisoa le MOCVD, 'me e sebelisoa haholoanyane lipatlisisong tsa saense [7].
Setšoantšo sa 5 (a) Eiko-MBE schematic (b) MBE main reaction chamber schematic
Mokhoa oa HVPE (epitaxy ea mouoane oa hydride)
Dikapele tsa mokhoa wa epitaxy wa mouoane wa hydride ke GaCl3 le NH3. Detchprohm le ba bang ba sebedisitse mokgwa ona ho hodisa lera la GaN epitaxial la di-micron tse makgolo tse teteaneng hodima lera la sapphire substrate. Tekong ya bona, lera la ZnO le ile la hodiswa pakeng tsa lera la sapphire substrate le lera la epitaxial e le lera la buffer, mme lera la epitaxial le ile la ebolwa hodima lera la substrate. Ha le bapiswa le MOCVD le MBE, karolo e ka sehloohong ya mokgwa wa HVPE ke sekgahla sa yona se hodimo sa kgolo, se loketseng tlhahiso ya lera le teteaneng le thepa e kgolo. Leha ho le jwalo, ha botenya ba lera la epitaxial bo feta 20μm, lera la epitaxial le hlahiswang ke mokgwa ona le kotsing ya ho petsoha.
Akira USUI e hlahisitse theknoloji ea substrate e nang le lipaterone e thehiloeng mokhoeng ona. Ba ile ba qala ka ho holisa lera le lesesaane la GaN epitaxial le botenya ba 1-1.5μm holim'a substrate ea safire ba sebelisa mokhoa oa MOCVD. Lera la epitaxial le ne le entsoe ka lera la GaN buffer le botenya ba 20nm le holisitsoeng tlas'a maemo a mocheso o tlase le lera la GaN le holisitsoeng tlas'a maemo a mocheso o phahameng. Eaba, ka 430℃, lera la SiO2 le ile la penteloa holim'a lera la epitaxial, 'me mela ea lifensetere e entsoe filiming ea SiO2 ka photolithography. Sebaka sa mela e ne e le 7μm 'me bophara ba maske bo ne bo tloha ho 1μm ho isa ho 4μm. Kamora ntlafatso ena, ba ile ba fumana lera la GaN epitaxial holim'a substrate ea safire ea bophara ba lisenthimithara tse 2 e neng e se na mapetso 'me e boreleli joaloka seipone leha botenya bo ne bo eketseha ho ea ho mashome kapa esita le makholo a microns. Botenya ba sekoli bo ile ba fokotseha ho tloha ho 109-1010cm-2 ea mokhoa oa setso oa HVPE ho ea ho hoo e ka bang 6×107cm-2. Ba boetse ba bontšitse tekong hore ha sekhahla sa kgolo se feta 75μm/h, bokaholimo ba sampole bo tla ba thata [8].
Setšoantšo sa 6 Sebopeho sa Karoloana ea Litšoantšo
V. Kakaretso le Pono
Lisebelisoa tsa GaN li qalile ho hlaha ka 2014 ha LED ea lebone le leputsoa e hapa Khau ea Nobel ho Fisiks selemong seo, 'me e kena tšimong ea sechaba ea lits'ebetso tsa ho tjhaja ka potlako lefapheng la lisebelisoa tsa elektroniki tsa bareki. Ha e le hantle, lits'ebetso tse li-amplifier tsa motlakase le lisebelisoa tsa RF tse sebelisoang liteisheneng tsa motheo tsa 5G tseo batho ba bangata ba sa li boneng le tsona li hlahile ka khutso. Lilemong tsa morao tjena, katleho ea lisebelisoa tsa motlakase tsa maemo a likoloi tse thehiloeng ho GaN e lebelletsoe ho bula lintlha tse ncha tsa kholo bakeng sa 'maraka oa lits'ebetso tsa thepa tsa GaN.
Tlhokeho e kgolo ya mmaraka e tla kgothaletsa ntshetsopele ya diindasteri le mahlale a amanang le GaN. Ka kgolo le ntlafatso ya ketane ya diindasteri e amanang le GaN, mathata a tobaneng le theknoloji ya hajwale ya GaN epitaxial qetellong a tla ntlafala kapa a hlōlwe. Nakong e tlang, batho ba tla ntshetsa pele mahlale a matjha a epitaxial le dikgetho tse ntle haholo tsa substrate. Ka nako eo, batho ba tla kgona ho kgetha theknoloji ya dipatlisiso tsa kantle e loketseng ka ho fetisisa le substrate bakeng sa maemo a fapaneng a tshebediso ho latela dibopeho tsa maemo a tshebediso, mme ba hlahise dihlahiswa tse ikgethileng ka ho fetisisa tse hlwahlwa.
Nako ea poso: Phuptjane-28-2024