ວິທີການຂອງການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ GaN

ໃນເວລາທີ່ການຜະລິດຊັ້ນນໍາໄປເຊຍກັນ GaN ຂະຫນາດໃຫຍ່, HVPE ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການຄ້າ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການດ້ານຫລັງຂອງ GaN ທີ່ເຕີບໃຫຍ່ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຊັດເຈນ. MOCVD ແມ່ນວິທີການເຕີບໂຕທີ່ແກ່ທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນ, ແຕ່ມັນປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍເຊັ່ນ: ວັດຖຸດິບລາຄາແພງ. ວິທີການ ammonothermal ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວກາສະຫນອງການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະມີຄວາມສົມດູນແລະມີຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກສູງ, ແຕ່ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງມັນຊ້າເກີນໄປສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວທາງດ້ານການຄ້າຂະຫນາດໃຫຍ່. ວິທີການລະລາຍບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມຂະບວນການ nucleation ໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນ, ແຕ່ມັນມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocation ຕ່ໍາແລະທ່າແຮງທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ສໍາລັບການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ. ວິທີການອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ການຖິ້ມຊັ້ນປະລໍາມະນູແລະການ sputtering magnetron, ຍັງມາພ້ອມກັບຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງຕົນເອງ.

ວິທີການ HVPE

HVPE ເອີ້ນວ່າ Hydride Vapor Phase Epitaxy. ມັນມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວໄວແລະໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່. ມັນບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ຫນຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ແກ່ທີ່ສຸດໃນຂະບວນການປະຈຸບັນ, ແຕ່ຍັງເປັນວິທີການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການສະຫນອງການຄ້າ.ກາ ຊັ້ນໃຕ້ດິນໄປເຊຍກັນ. ໃນປີ 1992, Detchprohm et al. ທໍາອິດໃຊ້ HVPE ເພື່ອປູກຮູບເງົາບາງໆ GaN (400 nm), ແລະວິທີການ HVPE ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງກວ້າງຂວາງ.

ຫນ້າທໍາອິດ, ຢູ່ໃນພື້ນທີ່ແຫຼ່ງ, ອາຍແກັສ HCl ປະຕິກິລິຍາກັບ Ga ຂອງແຫຼວເພື່ອສ້າງແຫຼ່ງ gallium (GaCl3), ແລະຜະລິດຕະພັນໄດ້ຖືກຂົນສົ່ງໄປຍັງພື້ນທີ່ເງິນຝາກຮ່ວມກັນກັບ N2 ແລະ H2. ໃນ​ເຂດ​ພື້ນ​ທີ່​ການ​ຝັງ​ດິນ​, ແຫຼ່ງ Ga ແລະ​ແຫຼ່ງ N (ອາຍ​ແກ​ັ​ສ NH3​) react ສ້າງ GaN (ແຂງ​) ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​ເຖິງ 1000 ° C​. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ປັດໃຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງ GaN ແມ່ນອາຍແກັສ HCl ແລະ NH3. ໃນປັດຈຸບັນ, ຈຸດປະສົງຂອງການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງກາສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການປັບປຸງແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບອຸປະກອນ HVPE ແລະປັບປຸງເງື່ອນໄຂການເຕີບໂຕ.

ວິທີການ HVPE ແມ່ນແກ່ແລະມີອັດຕາການເຕີບໂຕໄວ, ແຕ່ມັນມີຂໍ້ເສຍຂອງຜົນຜະລິດທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ໍາຂອງໄປເຊຍກັນທີ່ເຕີບໃຫຍ່ແລະຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ດີ. ເນື່ອງຈາກເຫດຜົນດ້ານວິຊາການ, ບໍລິສັດໃນຕະຫຼາດໂດຍທົ່ວໄປຮັບຮອງເອົາການຂະຫຍາຍຕົວ heteroepitaxial. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ heteroepitaxial ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍການແຍກ GaN ເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນໄປເຊຍກັນໂດຍໃຊ້ເທກໂນໂລຍີການແຍກຕົວເຊັ່ນ: ການທໍາລາຍຄວາມຮ້ອນ, ການຍົກອອກດ້ວຍເລເຊີ, ຫຼືການຂັດສານເຄມີຫຼັງຈາກການເຕີບໂຕຂອງ sapphire ຫຼື Si.

ວິທີການ MOCVD

MOCVD ເອີ້ນວ່າການຖິ້ມທາດອາຍຂອງທາດປະສົມອິນຊີຂອງໂລຫະ. ມັນມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງອັດຕາການເຕີບໂຕທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະຄຸນນະພາບການເຕີບໂຕທີ່ດີ, ເຫມາະສົມກັບການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່. ມັນເປັນເທກໂນໂລຍີທີ່ແກ່ທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນແລະໄດ້ກາຍເປັນຫນຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການຜະລິດ. MOCVD ໄດ້ຖືກສະເຫນີຄັ້ງທໍາອິດໂດຍນັກວິຊາການ Mannacevit ໃນຊຸມປີ 1960. ໃນຊຸມປີ 1980, ເຕັກໂນໂລຢີໄດ້ກາຍເປັນຜູ້ໃຫຍ່ແລະສົມບູນແບບ.

ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງກາວັດສະດຸຜລຶກດຽວໃນ MOCVD ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ trimethylgallium (TMGa) ຫຼື triethylgallium (TEGa) ເປັນແຫຼ່ງ gallium. ທັງສອງແມ່ນຂອງແຫຼວຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ພິຈາລະນາປັດໄຈຕ່າງໆເຊັ່ນຈຸດລະລາຍ, ຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ TMga ເປັນແຫຼ່ງ gallium, NH3 ເປັນອາຍແກັສຕິກິຣິຍາ, ແລະ N2 ຄວາມບໍລິສຸດສູງເປັນອາຍແກັສຂົນສົ່ງ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມສູງ (600 ~ 1300 ℃), GaN ຊັ້ນບາງໆຖືກກະກຽມຢ່າງສໍາເລັດຜົນໃນຊັ້ນຍ່ອຍ sapphire.

ວິທີການ MOCVD ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວກາມີຄຸນນະພາບຜະລິດຕະພັນທີ່ດີເລີດ, ວົງຈອນການຂະຫຍາຍຕົວສັ້ນແລະຜົນຜະລິດສູງ, ແຕ່ມັນມີຂໍ້ເສຍຂອງວັດຖຸດິບລາຄາແພງແລະຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນຂອງຂະບວນການຕິກິຣິຍາ.