GaN hazırlanmasında çətinliklər

Üçüncü nəsil yarımkeçirici material olaraq, Gallium Nitride tez-tez müqayisə edilirSilikon karbid. Qallium Nitridi hələ də böyük bant aralığı, yüksək parçalanma gərginliyi, yüksək istilik keçiriciliyi, yüksək doymuş elektron sürüşmə sürəti və güclü radiasiya müqaviməti ilə üstünlüyünü nümayiş etdirir. Amma danılmazdır ki, Silikon Karbid kimi Qallium Nitridin də müxtəlif texniki çətinlikləri var.

Substrat materialı problemi

Substrat və film qəfəsi arasında uyğunluq dərəcəsi GaN filminin keyfiyyətinə təsir göstərir. Hazırda ən çox istifadə olunan substrat sapfirdir (Al2O3). Bu tip material sadə hazırlanmasına, aşağı qiymətə, yaxşı istilik sabitliyinə görə geniş istifadə olunur və böyük ölçülü filmlərin yetişdirilməsi üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, Qallium Nitriddən qəfəs sabiti və xətti genişlənmə əmsalındakı böyük fərqə görə hazırlanmış Qallium Nitrid filmində çatlar kimi qüsurlar ola bilər. Digər tərəfdən, substratın monokristal həll edilmədiyindən, heteroepitaksial qüsur sıxlığı kifayət qədər yüksək olduğundan və Gallium Nitridin polaritesi çox böyük olduğundan, yüksək dopinq vasitəsilə yaxşı metal-yarımkeçirici ohmik əlaqə əldə etmək çətindir. istehsal prosesi daha mürəkkəbdir.

Qallium Nitrid filminin hazırlanması problemləri

GaN nazik təbəqələrinin hazırlanması üçün əsas ənənəvi üsullar MOCVD (metal üzvi buxar çökmə), MBE (molekulyar şüa epitaksiyası) və HVPE (hidrid buxar fazasının epitaksiyası)dır. Onların arasında MOCVD üsulu kütləvi istehsal üçün uyğun olan böyük bir məhsula və qısa bir böyümə dövrünə malikdir, lakin böyümədən sonra tavlama tələb olunur və nəticədə yaranan filmdə məhsulun keyfiyyətinə təsir edəcək çatlar ola bilər; MBE üsulu bir anda yalnız az miqdarda GaN filmi hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər və geniş miqyaslı istehsal üçün istifadə edilə bilməz; HVPE üsulu ilə yaradılan GaN kristalları daha keyfiyyətlidir və yüksək temperaturda daha sürətli böyüyür, lakin yüksək temperatur reaksiyası istehsal avadanlığı, istehsal xərcləri və texnologiya üçün nisbətən yüksək tələblərə malikdir.