GaN తయారీలో ఇబ్బందులు

మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా, గాలియం నైట్రైడ్ తరచుగా పోల్చబడుతుందిసిలి కాన్ కార్బైడ్. గాలియం నైట్రైడ్ ఇప్పటికీ దాని పెద్ద బ్యాండ్‌గ్యాప్, అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్, అధిక ఉష్ణ వాహకత, అధిక సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగం మరియు బలమైన రేడియేషన్ నిరోధకతతో దాని ఆధిక్యతను ప్రదర్శిస్తోంది. కానీ, సిలికాన్ కార్బైడ్ లాగా, గాలియం నైట్రైడ్ కూడా వివిధ సాంకేతిక సమస్యలను కలిగి ఉందనేది నిర్వివాదాంశం.

సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్ సమస్య

సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఫిల్మ్ లాటిస్ మధ్య మ్యాచింగ్ డిగ్రీ GaN ఫిల్మ్ నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం, సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించే సబ్‌స్ట్రేట్ నీలమణి (Al2O3). ఈ రకమైన పదార్థం దాని సాధారణ తయారీ, తక్కువ ధర, మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం కారణంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు పెద్ద-పరిమాణ చిత్రాలను పెంచడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అయినప్పటికీ, గాలియం నైట్రైడ్ నుండి లాటిస్ స్థిరాంకం మరియు సరళ విస్తరణ గుణకంలో దాని పెద్ద వ్యత్యాసం కారణంగా, సిద్ధం చేయబడిన గాలియం నైట్రైడ్ ఫిల్మ్ పగుళ్లు వంటి లోపాలను కలిగి ఉండవచ్చు. మరోవైపు, సబ్‌స్ట్రేట్ సింగిల్ క్రిస్టల్ పరిష్కరించబడనందున, హెటెరోపిటాక్సియల్ లోపం సాంద్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు గాలియం నైట్రైడ్ యొక్క ధ్రువణత చాలా పెద్దది, అధిక డోపింగ్ ద్వారా మంచి మెటల్-సెమీకండక్టర్ ఓమిక్ కాంటాక్ట్‌ను పొందడం కష్టం, కాబట్టి తయారీ ప్రక్రియ మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

గాలియం నైట్రైడ్ ఫిల్మ్ తయారీ సమస్యలు

GaN సన్నని ఫిల్మ్‌లను తయారు చేయడానికి ప్రధాన సాంప్రదాయ పద్ధతులు MOCVD (మెటల్ ఆర్గానిక్ ఆవిరి నిక్షేపణ), MBE (మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ) మరియు HVPE (హైడ్రైడ్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ). వాటిలో, MOCVD పద్ధతి పెద్ద అవుట్‌పుట్ మరియు చిన్న వృద్ధి చక్రం కలిగి ఉంటుంది, ఇది సామూహిక ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, అయితే పెరుగుదల తర్వాత ఎనియలింగ్ అవసరం, మరియు ఫలితంగా వచ్చే చలనచిత్రం పగుళ్లు కలిగి ఉండవచ్చు, ఇది ఉత్పత్తి నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది; MBE పద్ధతిని ఒక సమయంలో తక్కువ మొత్తంలో GaN ఫిల్మ్‌ని సిద్ధం చేయడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది మరియు పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడదు; HVPE పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన GaN స్ఫటికాలు మెరుగైన నాణ్యతను కలిగి ఉంటాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేగంగా పెరుగుతాయి, అయితే అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి పరికరాలు, ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు సాంకేతికతకు సాపేక్షంగా అధిక అవసరాలను కలిగి ఉంటుంది.