Πώς δημιουργείται το νιτρίδιο του γαλλίου;
1. Πρόδρομοι: Οι αέροι πρόδρομοι που περιέχουν γαλλικό και άζωτο εισάγονται σε θάλαμο αντίδρασης σε υψηλές θερμοκρασίες (συνήθως περίπου 1000 ° C). Οι πιο συνηθισμένοι πρόδρομοι είναι το τριμεθυλγαλικό (TMGA) για το γάλλιο και την αμμωνία (NH₃) για το άζωτο.
2. Ανάπτυξη: Οι πρόδρομοι αποσυντίθενται σε ένα θερμαινόμενο υπόστρωμα, συνήθως ένα δισκίο ζαφείρι, απελευθερώνοντας άτομα γάλλου και αζώτου. Αυτά τα άτομα αντιδρούν και σχηματίζουν ένα λεπτό μεμβράνη GaN στην επιφάνεια του υποστρώματος.
3. Ανάπτυξη κρυστάλλων: Οι συνθήκες ανάπτυξης, όπως η θερμοκρασία, η πίεση και οι ρυθμοί ροής αερίου, ελέγχονται προσεκτικά για να βελτιστοποιηθεί η ποιότητα των κρυστάλλων του φιλμ Gan.
4. Doping: Η μεμβράνη GAN μπορεί να προσβληθεί με ακαθαρσίες για να ενισχύσει την ηλεκτρική αγωγιμότητά της ή να δημιουργήσει διαφορετικούς τύπους συσκευών ημιαγωγών.
Άλλες μέθοδοι για τη σύνθεση GAN:
Ενώ το MOCVD είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος, υπάρχουν και άλλες μέθοδοι για τη σύνθεση GAN, συμπεριλαμβανομένων:
* επιταξία φάσης ατμών υδριδίου (HVPE): Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί χλωριούχο γάλλιο (GaCl₃) και αμμωνία (NH₃) ως πρόδρομους και είναι κατάλληλο για την καλλιέργεια παχών στρώσεων GAN για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
* Επιδαξία μοριακής δέσμης (MBE): Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί δοκούς ατόμων γαλλίου και αζώτου για την ανάπτυξη λεπτών στρωμάτων GaN σε περιβάλλον υψηλού κενού, κατάλληλο για επιθετική ανάπτυξη υψηλής ποιότητας.
* Αρμοστεία λέιζερ (PLD): Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένα παλμικό λέιζερ για να αφαιρεθεί ένας στόχος GAN, δημιουργώντας ένα πλάσμα που καταθέτει το GAN στο υπόστρωμα.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα GAN:
Η ποιότητα της ταινίας Gan εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:
* υπόστρωμα: Η επιλογή του υποστρώματος μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την κρυσταλλική δομή και την ποιότητα της μεμβράνης GAN.
* Θερμοκρασία ανάπτυξης: Η θερμοκρασία ανάπτυξης επηρεάζει τον ρυθμό ανάπτυξης και την ποιότητα της μεμβράνης GAN.
* Ρύθμιση ροής αερίου: Ο έλεγχος των ρυθμών ροής των προδρόμων εξασφαλίζει την κατάλληλη στοιχειομετρία και τον ρυθμό ανάπτυξης.
* συγκέντρωση ντόπινγκ: Τα επίπεδα ντόπινγκ μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα και άλλες ιδιότητες του GAN.
Οι ακριβείς συνθήκες ανάπτυξης και η μέθοδος που χρησιμοποιούνται εξαρτώνται από την προβλεπόμενη εφαρμογή του υλικού GAN, το οποίο μπορεί να κυμαίνεται από ηλεκτρονικά υψηλής ισχύος έως οπτοηλεκτρονικές συσκευές όπως ο φωτισμός LED.
