Труднощі отримання GaN

Нітрид галію часто порівнюють як напівпровідниковий матеріал третього поколінняКарбід кремнію. Нітрид галію все ще демонструє свою перевагу завдяки своїй великій ширині забороненої зони, високій напрузі пробою, високій теплопровідності, високій швидкості дрейфу насичених електронів і сильному радіаційному опору. Але незаперечним є той факт, що, як і карбід кремнію, нітрид галію також має різні технічні труднощі.

Проблема з матеріалом підкладки

Ступінь узгодження між підкладкою та решіткою плівки впливає на якість плівки GaN. В даний час найбільш часто використовуваною підкладкою є сапфір (Al2O3). Цей вид матеріалу широко поширений завдяки простоті приготування, низькій ціні, добрій термічній стійкості та може використовуватися для вирощування великоформатних плівок. Однак через велику різницю в постійній гратці та коефіцієнті лінійного розширення від нітриду галію підготовлена ​​плівка нітриду галію може мати такі дефекти, як тріщини. З іншого боку, оскільки монокристал підкладки не розкрито, щільність гетероепітаксіальних дефектів досить висока, а полярність нітриду галію занадто велика, важко отримати хороший омічний контакт метал-напівпровідник через високе легування, тому процес виготовлення більш складний.

Проблеми підготовки плівки нітриду галію

Основними традиційними методами отримання тонких плівок GaN є MOCVD (металоорганічне осадження з газової фази), MBE (молекулярно-променева епітаксія) і HVPE (гідридна парофазова епітаксія). Серед них метод MOCVD має великий вихід і короткий цикл росту, який підходить для масового виробництва, але після росту потрібен відпал, і отримана плівка може мати тріщини, що вплине на якість продукту; метод MBE можна використовувати лише для приготування невеликої кількості плівки GaN за раз і не може використовуватися для великомасштабного виробництва; кристали GaN, створені методом HVPE, мають кращу якість і ростуть швидше при вищих температурах, але високотемпературна реакція має відносно високі вимоги до виробничого обладнання, виробничих витрат і технології.