Метода раста кристала ГаН

Приликом производње монокристалних супстрата ГаН великих димензија, ХВПЕ је тренутно најбољи избор за комерцијализацију. Међутим, концентрација задњег носача узгојеног ГаН не може се прецизно контролисати. МОЦВД је тренутно најзрелији метод раста, али се суочава са изазовима као што су скупе сировине. Амонотермална метода гајењаГаНнуди стабилан и уравнотежен раст и висок квалитет кристала, али његова стопа раста је преспора за комерцијални раст великих размера. Методом растварача не може се прецизно контролисати процес нуклеације, али има малу густину дислокација и велики потенцијал за будући развој. Друге методе, као што су таложење атомског слоја и магнетронско распршивање, такође имају своје предности и мане.

ХВПЕ метода

ХВПЕ се назива епитаксија хидридне парне фазе. Има предности брзог раста и великих кристала. То није само једна од најзрелијих технологија у тренутном процесу, већ и главни метод за комерцијално обезбеђивањеГаН монокристалне подлоге. Године 1992, Детцхпрохм ет ал. први пут користио ХВПЕ за узгој ГаН танких филмова (400 нм), а ХВПЕ метода је добила широку пажњу.

Прво, у области извора, гас ХЦл реагује са течним Га да би се створио извор галијума (ГаЦл3), а производ се транспортује до подручја таложења заједно са Н2 и Х2. У области таложења, извор Га и извор Н (гасовити НХ3) реагују да генеришу ГаН (чврсти) када температура достигне 1000 °Ц. Генерално, фактори који утичу на брзину раста ГаН су гас ХЦл и НХ3. Данас је сврха стабилног растаГаНможе се постићи побољшањем и оптимизацијом ХВПЕ опреме и побољшањем услова раста.

ХВПЕ метода је зрела и има брзу стопу раста, али има недостатке ниског квалитета приноса узгојених кристала и лоше конзистенције производа. Из техничких разлога, компаније на тржишту углавном усвајају хетероепитаксиални раст. Хетероепитаксијални раст се генерално врши одвајањем ГаН у супстрат од једног кристала коришћењем технологије одвајања као што је термичка декомпозиција, ласерско подизање или хемијско јеткање након раста на сафиру или Си.

МОЦВД метода

МОЦВД се назива таложењем металних органских једињења. Има предности стабилне стопе раста и доброг квалитета раста, погодног за производњу великих размера. То је тренутно најзрелија технологија и постала је једна од најчешће коришћених технологија у производњи. МОЦВД су први предложили научници Маннацевита 1960-их. Осамдесетих година прошлог века технологија је постала зрела и савршена.

Раст одГаНмонокристални материјали у МОЦВД углавном користе триметилгалијум (ТМГа) или триетилгалијум (ТЕГа) као извор галијума. Оба су течна на собној температури. Узимајући у обзир факторе као што је тачка топљења, већина тренутног тржишта користи ТМГа као извор галијума, НХ3 као реакциони гас и Н2 високе чистоће као гас носач. У условима високе температуре (600~1300 ℃), танкослојни ГаН се успешно припрема на сафирним подлогама.

МОЦВД метода за узгојГаНима одличан квалитет производа, кратак циклус раста и висок принос, али има недостатке скупих сировина и потребе за прецизном контролом процеса реакције.