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窒化ガリウムはどのように作られていますか?

窒化ガリウム(GAN)は、通常、金属性化学蒸気堆積(MOCVD)と呼ばれるプロセスを通じて生成されます 。この方法には、次の手順が含まれます。

1。前駆体: ガリウムと窒素を含む気体前駆体は、高温(通常は1000°C前後)で反応チャンバーに導入されます。最も一般的な前駆体は、ガリウムのトリメチルガリウム(TMGA)と窒素のアンモニア(NH₃)です。

2。成長: 前駆体は加熱された基板、通常はサファイアウェーハ、ガリウムおよび窒素原子を放出します。これらの原子は反応し、基質表面にGanの薄膜を形成します。

3。結晶成長: 温度、圧力、ガス流量などの成長条件は、GANフィルムの結晶品質を最適化するために慎重に制御されます。

4。ドーピング: GANフィルムには、その電気伝導率を高めるため、またはさまざまな種類の半導体デバイスを作成するために不純物をドープできます。

GAN合成のその他の方法:

MOCVDは最も広く使用されている方法ですが、GAN合成には次のような他の方法があります。

* 水素化物蒸気相エピタキシー(HVPE): この方法では、塩化ガリウム(GACL₃)とアンモニア(NH₃)を前駆体として使用し、高出力用途向けの厚いGAN層の栽培に適しています。

* 分子ビームエピタキシー(MBE): この方法では、ガリウムと窒素原子のビームを使用して、高品質のエピタキシャル成長に適した高真空環境で薄いGAN層を栽培しています。

* パルスレーザー堆積(PLD): この方法は、パルスレーザーを使用してGANターゲットを除去し、GANを基板に堆積させるプラズマを作成します。

Ganの品質に影響する要因:

Ganフィルムの品質は、さまざまな要因に依存します。

* 基板: 基質の選択は、GANフィルムの結晶構造と品質に大きな影響を与える可能性があります。

* 成長温度: 成長温度は、GANフィルムの成長率と質に影響します。

* ガス流量: 前駆体の流量を制御すると、適切な化学量論と成長率が保証されます。

* ドーピング濃度: ドーピングレベルは、GANの電気伝導率やその他の特性に大きな影響を与える可能性があります。

使用される正確な成長条件と方法は、高出力エレクトロニクスからLED照明のようなオプトエレクトロニックデバイスに至るまで、GAN材料の意図したアプリケーションに依存します。

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