GaN படிக வளர்ச்சியின் முறை

பெரிய அளவிலான GaN ஒற்றை கிரிஸ்டல் அடி மூலக்கூறுகளை உற்பத்தி செய்யும் போது, ​​HVPE தற்போது வணிகமயமாக்கலுக்கு சிறந்த தேர்வாக உள்ளது. இருப்பினும், வளர்ந்த GaN இன் பின் கேரியர் செறிவைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த முடியாது. MOCVD என்பது தற்போது மிகவும் முதிர்ந்த வளர்ச்சி முறையாகும், ஆனால் இது விலையுயர்ந்த மூலப்பொருட்கள் போன்ற சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. வளர்வதற்கான அம்மோனோதர்மல் முறைGaNநிலையான மற்றும் சீரான வளர்ச்சி மற்றும் உயர் படிக தரத்தை வழங்குகிறது, ஆனால் அதன் வளர்ச்சி விகிதம் பெரிய அளவிலான வணிக வளர்ச்சிக்கு மிகவும் மெதுவாக உள்ளது. கரைப்பான் முறையானது அணுக்கரு செயல்முறையை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த முடியாது, ஆனால் இது குறைந்த இடப்பெயர்வு அடர்த்தி மற்றும் எதிர்கால வளர்ச்சிக்கான பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. அணு அடுக்கு படிவு மற்றும் மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் போன்ற பிற முறைகளும் அவற்றின் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளுடன் வருகின்றன.

HVPE முறை

HVPE ஐ ஹைட்ரைடு வேப்பர் பேஸ் எபிடாக்ஸி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது வேகமான வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் பெரிய அளவிலான படிகங்களின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இது தற்போதைய செயல்பாட்டில் மிகவும் முதிர்ந்த தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும், ஆனால் வணிக ரீதியாக வழங்குவதற்கான முக்கிய முறையாகும்.GaN ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறுகள். 1992 இல், டெட்ச்ப்ரோம் மற்றும் பலர். GaN மெல்லிய படங்களை (400 nm) வளர்க்க முதலில் HVPE ஐப் பயன்படுத்தியது, மேலும் HVPE முறை பரவலான கவனத்தைப் பெற்றது.

முதலில், மூலப் பகுதியில், HCl வாயு திரவ Ga உடன் வினைபுரிந்து காலியம் மூலத்தை (GaCl3) உருவாக்குகிறது, மேலும் தயாரிப்பு N2 மற்றும் H2 உடன் படிவு பகுதிக்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. படிவு பகுதியில், Ga மூலமும் N மூலமும் (வாயு NH3) வெப்பநிலை 1000 °C ஐ அடையும் போது GaN (திடமானது) உருவாக்க வினைபுரிகிறது. பொதுவாக, GaN இன் வளர்ச்சி விகிதத்தை பாதிக்கும் காரணிகள் HCl வாயு மற்றும் NH3 ஆகும். இப்போதெல்லாம், நிலையான வளர்ச்சியின் நோக்கம்GaNHVPE உபகரணங்களை மேம்படுத்துதல் மற்றும் மேம்படுத்துதல் மற்றும் வளர்ச்சி நிலைமைகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் அடைய முடியும்.

HVPE முறை முதிர்ச்சியடைந்தது மற்றும் வேகமான வளர்ச்சி விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் இது வளர்ந்த படிகங்களின் குறைந்த தர விளைச்சல் மற்றும் மோசமான தயாரிப்பு நிலைத்தன்மையின் குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. தொழில்நுட்ப காரணங்களால், சந்தையில் உள்ள நிறுவனங்கள் பொதுவாக ஹீட்டோரோபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை ஏற்றுக்கொள்கின்றன. ஹீட்டோரோபிடாக்சியல் வளர்ச்சி பொதுவாக GaN ஐ ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறாக பிரிப்பதன் மூலம் வெப்ப சிதைவு, லேசர் லிஃப்ட்-ஆஃப் அல்லது சபையர் அல்லது Si மீது வளர்ந்த பிறகு இரசாயன பொறித்தல் போன்ற தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது.

MOCVD முறை

MOCVD உலோக கரிம கலவை நீராவி படிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது நிலையான வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் நல்ல வளர்ச்சி தரம் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கு ஏற்றது. இது தற்போது மிகவும் முதிர்ந்த தொழில்நுட்பம் மற்றும் உற்பத்தியில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. MOCVD முதன்முதலில் 1960 களில் Mannacevit அறிஞர்களால் முன்மொழியப்பட்டது. 1980 களில், தொழில்நுட்பம் முதிர்ச்சியடைந்தது மற்றும் சரியானது.

இன் வளர்ச்சிGaNMOCVD இல் உள்ள ஒற்றைப் படிகப் பொருட்கள் முக்கியமாக ட்ரைமெதில்காலியம் (TMGa) அல்லது ட்ரையில்காலியம் (TEGa) ஆகியவற்றை காலியம் மூலமாகப் பயன்படுத்துகின்றன. இரண்டும் அறை வெப்பநிலையில் திரவமாக இருக்கும். உருகுநிலை போன்ற காரணிகளைக் கருத்தில் கொண்டு, தற்போதைய சந்தையில் பெரும்பாலானவை TMGaவை காலியம் மூலமாகவும், NH3யை எதிர்வினை வாயுவாகவும், உயர்-தூய்மை N2 கேரியர் வாயுவாகவும் பயன்படுத்துகின்றன. அதிக வெப்பநிலையின் கீழ் (600~1300 ℃) மெல்லிய அடுக்கு GaN, சபையர் அடி மூலக்கூறுகளில் வெற்றிகரமாகத் தயாரிக்கப்படுகிறது.

வளரும் MOCVD முறைGaNசிறந்த தயாரிப்பு தரம், குறுகிய வளர்ச்சி சுழற்சி மற்றும் அதிக மகசூல் உள்ளது, ஆனால் அது விலையுயர்ந்த மூலப்பொருட்களின் தீமைகள் மற்றும் எதிர்வினை செயல்முறையின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டின் தேவை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.