GaN तयार करण्यात अडचणी

तिसऱ्या पिढीतील अर्धसंवाहक सामग्री म्हणून, गॅलियम नायट्राइडची तुलना अनेकदा केली जातेसिलिकॉन कार्बाईड. गॅलियम नायट्राइड अजूनही त्याचे मोठे बँडगॅप, उच्च ब्रेकडाउन व्होल्टेज, उच्च थर्मल चालकता, उच्च संतृप्त इलेक्ट्रॉन ड्रिफ्ट वेग आणि मजबूत रेडिएशन प्रतिरोधकतेसह त्याचे श्रेष्ठत्व प्रदर्शित करते. परंतु सिलिकॉन कार्बाइडप्रमाणे गॅलियम नायट्राइडमध्येही विविध तांत्रिक अडचणी आहेत हे निर्विवाद आहे.

सब्सट्रेट सामग्री समस्या

सब्सट्रेट आणि फिल्म जाळी यांच्यातील जुळणीची डिग्री GaN फिल्मच्या गुणवत्तेवर परिणाम करते. सध्या, सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे सब्सट्रेट म्हणजे नीलम (Al2O3). या प्रकारची सामग्री त्याची साधी तयारी, कमी किंमत, चांगली थर्मल स्थिरता यामुळे मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते आणि मोठ्या आकाराचे चित्रपट वाढवण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. तथापि, गॅलियम नायट्राइडच्या जाळीच्या स्थिर आणि रेखीय विस्तार गुणांकातील मोठ्या फरकामुळे, तयार केलेल्या गॅलियम नायट्राइड फिल्ममध्ये क्रॅकसारखे दोष असू शकतात. दुसरीकडे, सब्सट्रेट सिंगल क्रिस्टलचे निराकरण केले गेले नसल्यामुळे, हेटरोएपिटॅक्सियल दोष घनता खूप जास्त आहे आणि गॅलियम नायट्राइडची ध्रुवता खूप मोठी आहे, उच्च डोपिंगद्वारे चांगला मेटल-सेमीकंडक्टर ओमिक संपर्क प्राप्त करणे कठीण आहे, त्यामुळे उत्पादन प्रक्रिया अधिक क्लिष्ट आहे.

गॅलियम नायट्राइड फिल्म तयार करण्याच्या समस्या

GaN पातळ चित्रपट तयार करण्याच्या मुख्य पारंपारिक पद्धती म्हणजे MOCVD (मेटल ऑर्गेनिक वाष्प निक्षेपण), MBE (मॉलेक्युलर बीम एपिटॅक्सी) आणि HVPE (हायड्राइड व्हेपर फेज एपिटॅक्सी). त्यापैकी, MOCVD पद्धतीमध्ये मोठे उत्पादन आणि एक लहान वाढ चक्र आहे, जे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनासाठी योग्य आहे, परंतु वाढीनंतर ॲनिलिंग आवश्यक आहे, आणि परिणामी फिल्ममध्ये क्रॅक असू शकतात, ज्यामुळे उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर परिणाम होईल; MBE पद्धतीचा वापर एका वेळी थोड्या प्रमाणात GaN फिल्म तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी वापरला जाऊ शकत नाही; HVPE पद्धतीद्वारे व्युत्पन्न केलेले GaN क्रिस्टल्स चांगल्या दर्जाचे असतात आणि उच्च तापमानात जलद वाढतात, परंतु उच्च-तापमानाच्या प्रतिक्रियेसाठी उत्पादन उपकरणे, उत्पादन खर्च आणि तंत्रज्ञानासाठी तुलनेने उच्च आवश्यकता असते.