Sunkumai ruošiant GaN

Galio nitridas dažnai lyginamas su trečios kartos puslaidininkine medžiagaSilicio karbidas. Galio nitridas vis dar demonstruoja savo pranašumą su dideliu pralaidumu, didele pertraukimo įtampa, dideliu šilumos laidumu, dideliu sočiųjų elektronų dreifo greičiu ir dideliu atsparumu spinduliuotei. Tačiau neabejotina, kad, kaip ir silicio karbidas, galio nitridas taip pat turi įvairių techninių sunkumų.

Pagrindo medžiagos problema

Pagrindo ir plėvelės grotelių atitikimo laipsnis turi įtakos GaN plėvelės kokybei. Šiuo metu dažniausiai naudojamas substratas yra safyras (Al2O3). Šio tipo medžiaga plačiai naudojama dėl paprasto paruošimo, mažos kainos, gero terminio stabilumo, gali būti naudojama didelių matmenų plėvelėms auginti. Tačiau dėl didelio galio nitrido gardelės konstantos ir linijinio plėtimosi koeficiento skirtumo paruošta galio nitrido plėvelė gali turėti defektų, pavyzdžiui, įtrūkimų. Kita vertus, kadangi substrato monokristalas nebuvo išspręstas, heteroepitaksinio defekto tankis yra gana didelis, o galio nitrido poliškumas yra per didelis, sunku pasiekti gerą metalo ir puslaidininkio ominį kontaktą naudojant didelį dopingą, todėl gamybos procesas yra sudėtingesnis.

Galio nitrido plėvelės paruošimo problemos

Pagrindiniai tradiciniai GaN plonų plėvelių paruošimo metodai yra MOCVD (metalo organinis nusodinimas iš garų), MBE (molekulinio pluošto epitaksija) ir HVPE (hidrido garų fazės epitaksė). Tarp jų MOCVD metodas turi didelę našumą ir trumpą augimo ciklą, kuris yra tinkamas masinei gamybai, tačiau po augimo reikia atkaitinti, o susidariusioje plėvelėje gali atsirasti įtrūkimų, kurie turės įtakos gaminio kokybei; MBE metodas vienu metu gali būti naudojamas tik nedideliam GaN plėvelės kiekiui paruošti ir negali būti naudojamas didelio masto gamybai; HVPE metodu sukurti GaN kristalai yra geresnės kokybės ir greičiau auga aukštesnėje temperatūroje, tačiau aukštos temperatūros reakcija kelia gana aukštus reikalavimus gamybos įrangai, gamybos sąnaudoms ir technologijai.