GaN дайындаудағы қиындықтар

Үшінші буындағы жартылай өткізгіш материал ретінде галлий нитриді жиі салыстырыладыКремний карбиді. Галлий нитриді әлі күнге дейін өзінің үлкен жолағымен, жоғары бұзылу кернеуімен, жоғары жылу өткізгіштігімен, қаныққан электрондардың қозғалу жылдамдығымен және күшті сәулеленуге төзімділігімен өзінің артықшылығын көрсетеді. Бірақ кремний карбиді сияқты галлий нитридінің де әртүрлі техникалық қиындықтары бар екені даусыз.

Субстрат материал мәселесі

Субстрат пен пленка торының сәйкестік дәрежесі GaN пленкасының сапасына әсер етеді. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын субстрат сапфир (Al2O3). Материалдың бұл түрі қарапайым дайындалуына, төмен бағасына, жақсы термиялық тұрақтылығына байланысты кеңінен қолданылады және үлкен өлшемді пленкаларды өсіру үшін қолданылады. Дегенмен, галлий нитридінің тор тұрақтысы мен сызықтық кеңею коэффициентіндегі үлкен айырмашылығына байланысты дайындалған галлий нитриді қабықшасында жарықтар сияқты ақаулар болуы мүмкін. Екінші жағынан, субстраттың монокристалы шешілмегендіктен, гетероэпитаксиалды ақаудың тығыздығы айтарлықтай жоғары және галлий нитридінің полярлығы тым үлкен, жоғары легирлеу арқылы жақсы металл-жартылай өткізгіш омикалық контактіні алу қиын, сондықтан өндіріс процесі күрделірек.

Галлий нитриді пленка дайындау мәселелері

GaN жұқа қабықшаларын дайындаудың негізгі дәстүрлі әдістері MOCVD (металл органикалық буының тұндыру), MBE (молекулярлық сәуле эпитаксисі) және HVPE (гидридті бу фазасының эпитаксисі) болып табылады. Олардың ішінде MOCVD әдісі үлкен өнімділікке және қысқа өсу цикліне ие, ол жаппай өндіріске жарамды, бірақ өсуден кейін жасыту қажет, ал алынған пленка өнімнің сапасына әсер ететін жарықтар болуы мүмкін; MBE әдісін бір уақытта GaN пленкасының аз мөлшерін дайындау үшін ғана қолдануға болады және оны ауқымды өндірісте қолдануға болмайды; HVPE әдісімен алынған GaN кристалдары сапалырақ және жоғары температурада тез өседі, бірақ жоғары температуралық реакция өндіріс жабдықтарына, өндіріс шығындарына және технологиясына салыстырмалы түрде жоғары талаптар қояды.