ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການກະກຽມ GaN

ໃນຖານະເປັນວັດສະດຸ semiconductor ຮຸ່ນທີສາມ, Gallium Nitride ມັກຈະຖືກປຽບທຽບກັບຊິລິໂຄນຄາໄບ. Gallium Nitride ຍັງຄົງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມດີກວ່າຂອງຕົນດ້ວຍ bandgap ຂະຫນາດໃຫຍ່, ແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກສູງ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ຄວາມໄວພຽງການລອຍລົມຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອີ່ມຕົວສູງແລະການຕໍ່ຕ້ານລັງສີທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ແຕ່ມັນປະຕິເສດບໍ່ໄດ້ວ່າ, ເຊັ່ນ Silicon Carbide, Gallium Nitride ຍັງມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກທາງດ້ານເຕັກນິກຕ່າງໆ.

ບັນຫາວັດສະດຸຍ່ອຍ

ລະດັບຂອງການຈັບຄູ່ລະຫວ່າງ substrate ແລະເສັ້ນໄຍຮູບເງົາຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາ GaN. ໃນປັດຈຸບັນ, ຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນ sapphire (Al2O3). ວັດສະດຸປະເພດນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງຍ້ອນການກະກຽມທີ່ງ່າຍດາຍ, ລາຄາຕໍ່າ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ, ແລະສາມາດນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດຮູບເງົາຂະຫນາດໃຫຍ່. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງມັນຢູ່ໃນເສັ້ນໂຄ້ງຄົງທີ່ແລະຕົວຄູນການຂະຫຍາຍເສັ້ນຈາກ Gallium Nitride, ຮູບເງົາ Gallium Nitride ທີ່ກຽມໄວ້ອາດຈະມີຂໍ້ບົກພ່ອງເຊັ່ນ: ຮອຍແຕກ. ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ເນື່ອງຈາກວ່າ substrate single crystal ບໍ່ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງ heteroepitaxial ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສູງ, ແລະ polarity ຂອງ Gallium Nitride ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ເກີນໄປ, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບການຕິດຕໍ່ ohmic ໂລຫະ semiconductor ທີ່ດີໂດຍຜ່ານການ doping ສູງ, ດັ່ງນັ້ນ. ຂະບວນການຜະລິດແມ່ນສັບສົນຫຼາຍ.

ບັນຫາການກະກຽມຮູບເງົາ Gallium Nitride

ວິທີການພື້ນເມືອງຕົ້ນຕໍສໍາລັບການກະກຽມຮູບເງົາບາງ GaN ແມ່ນ MOCVD (ການປ່ອຍອາຍພິດອິນຊີໂລຫະ), MBE (ໂມເລກຸນ beam epitaxy) ແລະ HVPE (hydride vapor phase epitaxy). ໃນບັນດາພວກເຂົາ, ວິທີການ MOCVD ມີຜົນຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະວົງຈອນການຂະຫຍາຍຕົວສັ້ນ, ເຊິ່ງເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດມະຫາຊົນ, ແຕ່ການຫມຸນແມ່ນຕ້ອງການຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວ, ແລະຮູບເງົາທີ່ໄດ້ຮັບຜົນອາດຈະມີຮອຍແຕກ, ເຊິ່ງຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຜະລິດຕະພັນ; ວິທີການ MBE ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກະກຽມຮູບເງົາ GaN ຈໍານວນນ້ອຍໆໃນເວລາດຽວແລະບໍ່ສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່; ໄປເຊຍກັນ GaN ທີ່ຜະລິດໂດຍວິທີການ HVPE ມີຄຸນນະພາບດີກວ່າແລະເຕີບໃຫຍ່ໄວໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແຕ່ປະຕິກິລິຍາຂອງອຸນຫະພູມສູງມີຄວາມຕ້ອງການຂ້ອນຂ້າງສູງສໍາລັບອຸປະກອນການຜະລິດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດແລະເຕັກໂນໂລຢີ.