GaN hazırlamadaki zorluklar

Üçüncü nesil bir yarı iletken malzeme olarak Galyum Nitrür sıklıkla karşılaştırılır.Silisyum Karbür. Galyum Nitrür, geniş bant aralığı, yüksek arıza voltajı, yüksek termal iletkenliği, yüksek doymuş elektron sürüklenme hızı ve güçlü radyasyon direnci ile hala üstünlüğünü göstermektedir. Ancak Silisyum Karbür gibi Galyum Nitrürün de çeşitli teknik zorluklara sahip olduğu inkar edilemez.

Alt tabaka malzemesi sorunu

Substrat ve film kafesi arasındaki eşleşme derecesi GaN filmin kalitesini etkiler. Şu anda en yaygın kullanılan substrat safirdir (Al2O3). Bu tür malzeme, basit hazırlanması, düşük fiyatı, iyi termal stabilitesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır ve büyük boyutlu filmleri büyütmek için kullanılabilir. Ancak galyum nitrürden kafes sabiti ve doğrusal genleşme katsayısındaki büyük farklılık nedeniyle hazırlanan galyum nitrür filmde çatlak gibi kusurlar bulunabilir. Öte yandan, substrat tek kristali çözülmediğinden, heteroepitaksiyel kusur yoğunluğu oldukça yüksek olduğundan ve Galyum Nitrürün polaritesi çok büyük olduğundan, yüksek katkılama yoluyla iyi bir metal-yarı iletken omik teması elde etmek zordur, bu nedenle Proses üretimi daha karmaşıktır.

Galyum Nitrür film hazırlama sorunları

GaN ince filmleri hazırlamak için ana geleneksel yöntemler MOCVD (metal organik buhar biriktirme), MBE (moleküler ışın epitaksi) ve HVPE'dir (hidrit buhar fazı epitaksi). Bunlar arasında, MOCVD yönteminin büyük bir çıktısı ve kısa bir büyüme döngüsü vardır, bu seri üretime uygundur, ancak büyümeden sonra tavlama gerekir ve elde edilen filmde ürünün kalitesini etkileyecek çatlaklar olabilir; MBE yöntemi bir seferde yalnızca küçük miktarda GaN filmi hazırlamak için kullanılabilir ve büyük ölçekli üretim için kullanılamaz; HVPE yöntemiyle üretilen GaN kristalleri daha kalitelidir ve daha yüksek sıcaklıklarda daha hızlı büyür, ancak yüksek sıcaklık reaksiyonunun üretim ekipmanı, üretim maliyetleri ve teknoloji açısından nispeten yüksek gereksinimleri vardır.