GaN کرسٹل گروتھ کا طریقہ

بڑے سائز کے GaN سنگل کرسٹل سبسٹریٹس تیار کرتے وقت، HVPE فی الحال کمرشلائزیشن کے لیے بہترین انتخاب ہے۔ تاہم، بڑھے ہوئے GaN کے پچھلے کیریئر کی حراستی کو قطعی طور پر کنٹرول نہیں کیا جا سکتا۔ MOCVD اس وقت ترقی کا سب سے پختہ طریقہ ہے، لیکن اسے مہنگے خام مال جیسے چیلنجوں کا سامنا ہے۔ بڑھنے کے لیے امونوتھرمل طریقہGaNمستحکم اور متوازن نمو اور اعلی کرسٹل کوالٹی پیش کرتا ہے، لیکن بڑے پیمانے پر تجارتی نمو کے لیے اس کی شرح نمو بہت سست ہے۔ سالوینٹ طریقہ نیوکلیشن کے عمل کو قطعی طور پر کنٹرول نہیں کر سکتا، لیکن اس میں کم سندچیوتی کثافت اور مستقبل کی ترقی کی بڑی صلاحیت ہے۔ دوسرے طریقے، جیسے کہ جوہری تہہ جمع کرنا اور میگنیٹران کا پھٹنا، بھی اپنے فوائد اور نقصانات کے ساتھ آتے ہیں۔

HVPE طریقہ

HVPE کو Hydride Vapor Phase Epitaxy کہا جاتا ہے۔ اس میں تیز رفتار ترقی کی شرح اور بڑے سائز کے کرسٹل کے فوائد ہیں۔ یہ نہ صرف موجودہ عمل میں سب سے زیادہ پختہ ٹیکنالوجیز میں سے ایک ہے بلکہ تجارتی طور پر فراہم کرنے کا اہم طریقہ بھی ہے۔GaN سنگل کرسٹل سبسٹریٹس. 1992 میں، Detchprohm et al. GN پتلی فلمیں (400 nm) اگانے کے لیے سب سے پہلے HVPE کا استعمال کیا، اور HVPE طریقہ کو بڑے پیمانے پر توجہ ملی ہے۔

سب سے پہلے، ماخذ کے علاقے میں، HCl گیس گیلیم سورس (GaCl3) پیدا کرنے کے لیے مائع Ga کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے، اور مصنوعات کو N2 اور H2 کے ساتھ جمع کرنے والے علاقے میں منتقل کیا جاتا ہے۔ جمع کرنے والے علاقے میں، جب درجہ حرارت 1000 °C تک پہنچ جاتا ہے تو Ga سورس اور N ماخذ (گیسیئس NH3) GaN (ٹھوس) پیدا کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ عام طور پر، GaN کی شرح نمو کو متاثر کرنے والے عوامل HCl گیس اور NH3 ہیں۔ آج کل، کی مستحکم ترقی کا مقصدGaNHVPE آلات کو بہتر اور بہتر بنا کر اور ترقی کے حالات کو بہتر بنا کر حاصل کیا جا سکتا ہے۔

HVPE طریقہ پختہ ہے اور اس کی شرح نمو تیز ہے، لیکن اس میں اگائے جانے والے کرسٹل کی کم معیار کی پیداوار اور خراب مصنوعات کی مستقل مزاجی کے نقصانات ہیں۔ تکنیکی وجوہات کی بناء پر، مارکیٹ میں کمپنیاں عام طور پر ہیٹروپیٹاکسیل گروتھ کو اپناتی ہیں۔ Heteroepitaxial نمو عام طور پر GaN کو ایک واحد کرسٹل سبسٹریٹ میں الگ کرنے کی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے کی جاتی ہے جیسے کہ تھرمل سڑن، لیزر لفٹ آف، یا نیلم یا Si پر بڑھنے کے بعد کیمیکل اینچنگ۔

MOCVD طریقہ

MOCVD کو دھاتی نامیاتی مرکب بخارات جمع کہا جاتا ہے۔ اس میں مستحکم ترقی کی شرح اور اچھے ترقی کے معیار کے فوائد ہیں، جو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہیں۔ یہ اس وقت سب سے زیادہ پختہ ٹیکنالوجی ہے اور پیداوار میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ٹیکنالوجی بن گئی ہے۔ MOCVD سب سے پہلے 1960 کی دہائی میں ماناسیویت اسکالرز نے تجویز کیا تھا۔ 1980 کی دہائی میں، ٹیکنالوجی بالغ اور کامل ہو گئی۔

کی ترقیGaNMOCVD میں واحد کرسٹل مواد بنیادی طور پر trimethylgallium (TMGa) یا triethylgallium (TEGa) کو گیلیم ماخذ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ دونوں کمرے کے درجہ حرارت پر مائع ہیں۔ پگھلنے کے نقطہ جیسے عوامل پر غور کرتے ہوئے، زیادہ تر موجودہ مارکیٹ TMGa کو گیلیم ماخذ کے طور پر، NH3 کو ری ایکشن گیس کے طور پر، اور اعلی طہارت N2 کو کیریئر گیس کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ اعلی درجہ حرارت (600~1300 ℃) کے حالات میں، پتلی پرت کا GaN نیلم کے ذیلی ذخائر پر کامیابی سے تیار کیا جاتا ہے۔

بڑھنے کے لئے MOCVD طریقہGaNبہترین مصنوعات کا معیار، مختصر نمو اور اعلی پیداوار ہے، لیکن اس میں مہنگے خام مال کے نقصانات اور رد عمل کے عمل کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہے۔