Тешкотии во подготовката на GaN

Како полупроводнички материјал од третата генерација, галиум нитрид често се споредува соСилициум карбид. Галиум нитрид сè уште ја демонстрира својата супериорност со својот голем пропуст, високиот пробивен напон, високата топлинска спроводливост, високата брзина на заситени електрони и силна отпорност на зрачење. Но, неоспорно е дека, како силициум карбид, галиум нитрид, исто така, има различни технички тешкотии.

Проблем со материјалот на подлогата

Степенот на совпаѓање помеѓу подлогата и филмската решетка влијае на квалитетот на филмот GaN. Во моментов, најчесто користен супстрат е сафирот (Al2O3). Овој тип на материјал е широко користен поради неговата едноставна подготовка, ниската цена, добрата термичка стабилност и може да се користи за одгледување филмови со големи димензии. Меѓутоа, поради големата разлика во константната решетка и коефициентот на линеарна експанзија од галиум нитрид, подготвениот филм со галиум нитрид може да има дефекти како што се пукнатини. Од друга страна, бидејќи монокристалот на подлогата не е решен, густината на хетероепитаксијалниот дефект е доста висока, а поларитетот на галиум нитрид е преголем, тешко е да се добие добар омски контакт метал-полупроводник преку висока допинг, така што процесот на производство е покомплициран.

Проблеми со подготовка на филм со галиум нитрид

Главните традиционални методи за подготовка на GaN тенки фолии се MOCVD (таложење на органска пареа на метал), MBE (епитаксија на молекуларен зрак) и HVPE (хидридна пареа фаза епитаксија). Меѓу нив, методот MOCVD има голем излез и краток циклус на раст, кој е погоден за масовно производство, но потребно е жарење по растот, а добиениот филм може да има пукнатини, што ќе влијае на квалитетот на производот; методот MBE може да се користи само за подготовка на мала количина на GaN филм во исто време и не може да се користи за производство од големи размери; кристалите GaN генерирани со методот HVPE се со подобар квалитет и растат побрзо на повисоки температури, но реакцијата на висока температура има релативно високи барања за опремата за производство, трошоците за производство и технологијата.