GaN کی تیاری میں مشکلات

تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر مواد کے طور پر، گیلیم نائٹرائڈ کا اکثر موازنہ کیا جاتا ہے۔سلیکون کاربائیڈ. Gallium Nitride اب بھی اپنے بڑے بینڈ گیپ، ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج، ہائی تھرمل چالکتا، ہائی سیچوریٹڈ الیکٹران ڈرفٹ کی رفتار اور مضبوط تابکاری مزاحمت کے ساتھ اپنی برتری کا مظاہرہ کرتا ہے۔ لیکن یہ بات ناقابل تردید ہے کہ سیلیکون کاربائیڈ کی طرح گیلیم نائٹرائیڈ میں بھی مختلف تکنیکی مشکلات ہیں۔

سبسٹریٹ مواد کا مسئلہ

سبسٹریٹ اور فلم جالی کے درمیان ملاپ کی ڈگری GaN فلم کے معیار کو متاثر کرتی ہے۔ اس وقت، سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سبسٹریٹ نیلم (Al2O3) ہے۔ اس قسم کے مواد کو اس کی سادہ تیاری، کم قیمت، اچھی تھرمل استحکام کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، اور بڑے سائز کی فلموں کو اگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، گیلیم نائٹرائڈ سے جالی مستقل اور لکیری توسیع کے گتانک میں اس کے بڑے فرق کی وجہ سے، تیار شدہ گیلیم نائٹرائڈ فلم میں نقائص جیسے دراڑیں ہو سکتی ہیں۔ دوسری طرف، چونکہ سبسٹریٹ سنگل کرسٹل کو حل نہیں کیا گیا ہے، اس لیے ہیٹروپیٹاکسیئل ڈیفیکٹ کثافت کافی زیادہ ہے، اور گیلیم نائٹرائڈ کی قطبیت بہت زیادہ ہے، ہائی ڈوپنگ کے ذریعے ایک اچھا دھاتی سیمی کنڈکٹر اوہمک رابطہ حاصل کرنا مشکل ہے، لہذا عمل مینوفیکچرنگ زیادہ پیچیدہ ہے.

گیلیم نائٹرائڈ فلم کی تیاری کے مسائل

GaN پتلی فلموں کی تیاری کے لیے اہم روایتی طریقے MOCVD (دھاتی نامیاتی بخارات جمع کرنا)، MBE (مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی) اور HVPE (ہائیڈرائیڈ ویپر فیز ایپیٹیکسی) ہیں۔ ان میں سے، MOCVD طریقہ کار میں بڑی پیداوار اور ایک مختصر نمو کا دور ہے، جو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے، لیکن ترقی کے بعد اینیلنگ کی ضرورت ہوتی ہے، اور نتیجے میں بننے والی فلم میں دراڑیں پڑ سکتی ہیں، جو مصنوعات کے معیار کو متاثر کرے گی۔ MBE طریقہ صرف ایک وقت میں تھوڑی مقدار میں GaN فلم تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور اسے بڑے پیمانے پر پروڈکشن کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ HVPE طریقہ سے پیدا ہونے والے GaN کرسٹل بہتر معیار کے ہوتے ہیں اور زیادہ درجہ حرارت پر تیزی سے بڑھتے ہیں، لیکن اعلی درجہ حرارت کے رد عمل میں پیداواری آلات، پیداواری لاگت اور ٹیکنالوجی کے لیے نسبتاً زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔