GaN క్రిస్టల్ గ్రోత్ యొక్క పద్ధతి

పెద్ద-పరిమాణ GaN సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పుడు, HVPE ప్రస్తుతం వాణిజ్యీకరణకు ఉత్తమ ఎంపిక. అయినప్పటికీ, పెరిగిన GaN యొక్క బ్యాక్ క్యారియర్ ఏకాగ్రతను ఖచ్చితంగా నియంత్రించలేము. MOCVD ప్రస్తుతం అత్యంత పరిణతి చెందిన వృద్ధి పద్ధతి, అయితే ఇది ఖరీదైన ముడి పదార్థాల వంటి సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది. పెరగడానికి అమ్మోనోథర్మల్ పద్ధతిGaNస్థిరమైన మరియు సమతుల్య వృద్ధిని మరియు అధిక స్ఫటిక నాణ్యతను అందిస్తుంది, అయితే దాని వృద్ధి రేటు పెద్ద-స్థాయి వాణిజ్య వృద్ధికి చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది. ద్రావణి పద్ధతి న్యూక్లియేషన్ ప్రక్రియను ఖచ్చితంగా నియంత్రించదు, కానీ ఇది తక్కువ తొలగుట సాంద్రత మరియు భవిష్యత్తు అభివృద్ధికి గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అటామిక్ లేయర్ డిపాజిషన్ మరియు మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్ వంటి ఇతర పద్ధతులు కూడా వాటి స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలతో వస్తాయి.

HVPE పద్ధతి

HVPEని హైడ్రైడ్ వేపర్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ అంటారు. ఇది వేగవంతమైన వృద్ధి రేటు మరియు పెద్ద-పరిమాణ స్ఫటికాల ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఇది ప్రస్తుత ప్రక్రియలో అత్యంత పరిణతి చెందిన సాంకేతికతల్లో ఒకటి మాత్రమే కాదు, వాణిజ్యపరంగా అందించే ప్రధాన పద్ధతి కూడాGaN సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు. 1992లో, డెచ్‌ప్రోమ్ మరియు ఇతరులు. GaN థిన్ ఫిల్మ్‌లను (400 nm) పెంచడానికి మొదట HVPEని ఉపయోగించారు మరియు HVPE పద్ధతి విస్తృత దృష్టిని పొందింది.

మొదట, మూల ప్రాంతంలో, HCl వాయువు ద్రవ Gaతో చర్య జరిపి గాలియం మూలాన్ని (GaCl3) ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఉత్పత్తి N2 మరియు H2తో కలిసి నిక్షేపణ ప్రాంతానికి రవాణా చేయబడుతుంది. నిక్షేపణ ప్రాంతంలో, ఉష్ణోగ్రత 1000 °Cకి చేరుకున్నప్పుడు Ga మూలం మరియు N మూలం (వాయు NH3) GaN (ఘన)ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రతిస్పందిస్తాయి. సాధారణంగా, GaN వృద్ధి రేటును ప్రభావితం చేసే కారకాలు HCl వాయువు మరియు NH3. ఈ రోజుల్లో, స్థిరమైన వృద్ధి యొక్క ఉద్దేశ్యంGaNHVPE పరికరాలను మెరుగుపరచడం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు వృద్ధి పరిస్థితులను మెరుగుపరచడం ద్వారా సాధించవచ్చు.

HVPE పద్ధతి పరిపక్వమైనది మరియు వేగవంతమైన వృద్ధి రేటును కలిగి ఉంది, అయితే ఇది పెరిగిన స్ఫటికాల యొక్క తక్కువ నాణ్యత దిగుబడి మరియు పేలవమైన ఉత్పత్తి అనుగుణ్యత యొక్క ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది. సాంకేతిక కారణాల వల్ల, మార్కెట్‌లోని కంపెనీలు సాధారణంగా హెటెరోపిటాక్సియల్ వృద్ధిని అవలంబిస్తాయి. నీలమణి లేదా Si పై పెరుగుదల తర్వాత థర్మల్ డికాపోజిషన్, లేజర్ లిఫ్ట్-ఆఫ్ లేదా కెమికల్ ఎచింగ్ వంటి సెపరేషన్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి GaNని ఒకే క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌గా విభజించడం ద్వారా హెటెరోపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సాధారణంగా జరుగుతుంది.

MOCVD పద్ధతి

MOCVDని మెటల్ ఆర్గానిక్ సమ్మేళనం ఆవిరి నిక్షేపణ అంటారు. ఇది స్థిరమైన వృద్ధి రేటు మరియు మంచి వృద్ధి నాణ్యత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది ప్రస్తుతం అత్యంత పరిణతి చెందిన సాంకేతికత మరియు ఉత్పత్తిలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే సాంకేతికతలలో ఒకటిగా మారింది. MOCVDని మొట్టమొదట 1960లలో మన్నాసెవిట్ పండితులు ప్రతిపాదించారు. 1980లలో, సాంకేతికత పరిణతి చెందింది మరియు పరిపూర్ణంగా మారింది.

యొక్క పెరుగుదలGaNMOCVDలోని సింగిల్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్ ప్రధానంగా ట్రైమెథైల్‌గాలియం (TMGa) లేదా ట్రైథైల్‌గాలియం (TEGa)ని గాలియం మూలంగా ఉపయోగిస్తాయి. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద రెండూ ద్రవంగా ఉంటాయి. ద్రవీభవన స్థానం వంటి అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ప్రస్తుత మార్కెట్‌లో చాలా వరకు TMGaని గాలియం మూలంగా, NH3ని రియాక్షన్ గ్యాస్‌గా మరియు అధిక స్వచ్ఛత N2 క్యారియర్ గ్యాస్‌గా ఉపయోగిస్తున్నారు. అధిక ఉష్ణోగ్రత (600~1300 ℃) పరిస్థితులలో, నీలమణి ఉపరితలాలపై సన్నని-పొర GaN విజయవంతంగా తయారు చేయబడుతుంది.

పెరగడానికి MOCVD పద్ధతిGaNఅద్భుతమైన ఉత్పత్తి నాణ్యత, తక్కువ వృద్ధి చక్రం మరియు అధిక దిగుబడిని కలిగి ఉంది, అయితే ఇది ఖరీదైన ముడి పదార్థాల యొక్క ప్రతికూలతలు మరియు ప్రతిచర్య ప్రక్రియ యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అవసరాన్ని కలిగి ఉంది.