Метод на раст на кристалот GaN

Кога се произведуваат монокристални подлоги од GaN со голема големина, HVPE во моментов е најдобриот избор за комерцијализација. Сепак, концентрацијата на заден носител на растениот GaN не може прецизно да се контролира. MOCVD е најзрелиот метод за раст во моментов, но се соочува со предизвици како што се скапите суровини. Амонотермички метод за одгледувањеGaNнуди стабилен и избалансиран раст и висок квалитет на кристалите, но неговата стапка на раст е премногу бавна за комерцијален раст од големи размери. Методот на растворувач не може прецизно да го контролира процесот на нуклеација, но има мала густина на дислокација и голем потенцијал за иден развој. Други методи, како што се таложење на атомски слој и магнетронско распрскување, исто така имаат свои предности и недостатоци.

HVPE метод

HVPE се нарекува епитаксија на фаза на хидридна пареа. Ги има предностите на брзата стапка на раст и кристалите со големи димензии. Тоа не е само една од најзрелите технологии во тековниот процес, туку и главен метод за комерцијално обезбедувањеGaN монокристални супстрати. Во 1992 година, Detchprohm et al. за прв пат користеше HVPE за одгледување GaN тенки филмови (400 nm), а методот HVPE доби широко внимание.

Прво, во областа на изворот, HCl гасот реагира со течниот Ga за да генерира извор на галиум (GaCl3), а производот се транспортира до областа на таложење заедно со N2 и H2. Во областа на таложење, изворот на Ga и изворот N (гасовит NH3) реагираат за да генерираат GaN (цврсто) кога температурата ќе достигне 1000 °C. Општо земено, факторите кои влијаат на стапката на раст на GaN се гасот HCl и NH3. Во денешно време, целта на стабилен раст наGaNможе да се постигне со подобрување и оптимизирање на опремата за HVPE и подобрување на условите за раст.

Методот HVPE е зрел и има брза стапка на раст, но ги има недостатоците на нискиот квалитет на приносот на одгледуваните кристали и лошата конзистентност на производот. Поради технички причини, компаниите на пазарот генерално прифаќаат хетероепитаксијален раст. Хетероепитаксијалниот раст генерално се прави со одвојување на GaN во еден кристален супстрат со користење на технологија на сепарација, како што е термичко распаѓање, ласерско подигање или хемиско гравирање по растот на сафир или Si.

MOCVD метод

MOCVD се нарекува таложење на пареа на метални органски соединенија. Ги има предностите на стабилна стапка на раст и добар квалитет на раст, погоден за производство од големи размери. Тоа е најзрелата технологија во моментов и стана една од најшироко користените технологии во производството. MOCVD првпат беше предложен од научниците на Манацевит во 1960-тите. Во 1980-тите, технологијата стана зрела и совршена.

Растот наGaNеднокристалните материјали во MOCVD главно користат триметилгалиум (TMGa) или триетилгалиум (TEGa) како извор на галиум. И двете се течни на собна температура. Имајќи ги предвид факторите како точката на топење, поголемиот дел од сегашниот пазар користи TMGa како извор на галиум, NH3 како реакционен гас и N2 со висока чистота како гас-носител. Под услови на висока температура (600~1300 ℃), тенкослојниот GaN успешно се подготвува на подлоги од сафир.

Методот MOCVD за одгледувањеGaNима одличен квалитет на производот, краток циклус на раст и висок принос, но ги има недостатоците на скапите суровини и потребата за прецизна контрола на процесот на реакција.