GAN پر مبنی کم درجہ حرارت ایپیٹیکسی ٹکنالوجی

1. GAN پر مبنی مواد کی اہمیت

GAN پر مبنی سیمیکمڈکٹر مواد کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے جو آپٹ الیکٹرانک ڈیوائسز ، پاور الیکٹرانک آلات اور ریڈیو فریکوینسی مائکروویو ڈیوائسز کی تیاری میں ان کی عمدہ خصوصیات جیسے وسیع بینڈ گیپ کی خصوصیات ، اعلی خرابی کی فیلڈ کی طاقت اور اعلی تھرمل چالکتا کی وجہ سے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ آلات سیمیکمڈکٹر لائٹنگ ، ٹھوس ریاست الٹرا وایلیٹ لائٹ ذرائع ، شمسی فوٹو وولٹائکس ، لیزر ڈسپلے ، لچکدار ڈسپلے اسکرینوں ، موبائل مواصلات ، بجلی کی فراہمی ، نئی توانائی کی گاڑیاں ، سمارٹ گرڈز وغیرہ جیسی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں۔

روایتی ایپیٹیکسی ٹکنالوجی کی حدود

جی اے این پر مبنی مواد جیسے روایتی ایپیٹیکسیئل نمو کی ٹیکنالوجیزmocvdاورایم بی ایعام طور پر درجہ حرارت کے اعلی حالات کی ضرورت ہوتی ہے ، جو شیشے اور پلاسٹک جیسے امورفوس سبسٹریٹس پر لاگو نہیں ہوتے ہیں کیونکہ یہ مواد اعلی نمو کے درجہ حرارت کا مقابلہ نہیں کرسکتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، عام طور پر استعمال ہونے والے فلوٹ گلاس 600 ° C سے زیادہ شرائط کے تحت نرم ہوجائیں گے۔ کم درجہ حرارت کا مطالبہایپیٹیکسی ٹکنالوجی: کم لاگت اور لچکدار آپٹو الیکٹرانک (الیکٹرانک) آلات کی بڑھتی ہوئی طلب کے ساتھ ، ایپیٹاکسیل آلات کی طلب ہے جو کم درجہ حرارت پر رد عمل کے پیش خیموں کو توڑنے کے لئے بیرونی برقی فیلڈ انرجی کا استعمال کرتی ہے۔ یہ ٹکنالوجی کم درجہ حرارت پر انجام دی جاسکتی ہے ، امورفوس سبسٹریٹس کی خصوصیات کو اپناتے ہوئے ، اور کم لاگت اور لچکدار (اوپٹو الیکٹرانک) آلات کی تیاری کا امکان فراہم کرتی ہے۔

2. GAN پر مبنی مواد کا کرسٹل ڈھانچہ

کرسٹل ڈھانچے کی قسم

GAN پر مبنی مواد میں بنیادی طور پر GAN ، INN ، ALN اور ان کے ترنری اور کوآٹرنری ٹھوس حل شامل ہیں ، جن میں Wurtzite ، اسفیلیریٹ اور راک نمک کے تین کرسٹل ڈھانچے شامل ہیں ، جن میں Wurtzite ڈھانچہ سب سے زیادہ مستحکم ہے۔ اسفیلیرائٹ ڈھانچہ ایک میٹاسٹیبل مرحلہ ہے ، جو اعلی درجہ حرارت پر ورٹزائٹ ڈھانچے میں تبدیل ہوسکتا ہے ، اور کم درجہ حرارت پر اسٹیکنگ غلطیوں کی شکل میں ورٹزائٹ ڈھانچے میں موجود ہوسکتا ہے۔ راک نمک کا ڈھانچہ GAN کا اعلی دباؤ کا مرحلہ ہے اور یہ صرف انتہائی اعلی دباؤ کے حالات میں ظاہر ہوسکتا ہے۔

کرسٹل طیاروں اور کرسٹل معیار کی خصوصیت

عام کرسٹل طیاروں میں پولر سی ہوائی جہاز ، نیم قطبی ایس ہوائی جہاز ، آر ہوائی جہاز ، این تھائی ہوائی جہاز ، اور غیر قطبی اے طیارے اور ایم تھا ہوائی جہاز شامل ہیں۔ عام طور پر ، نیلم اور ایس آئی سبسٹریٹس پر ایپیٹیکسی کے ذریعہ حاصل کردہ GAN پر مبنی پتلی فلمیں سی طیارے کے کرسٹل واقفیت ہیں۔

3. ایپیٹیکسی ٹکنالوجی کی ضروریات اور عمل درآمد کے حل

تکنیکی تبدیلی کی ضرورت

انفارمیٹائزیشن اور ذہانت کی نشوونما کے ساتھ ، آپٹ الیکٹرانک آلات اور الیکٹرانک آلات کی طلب کم لاگت اور لچکدار ہوتی ہے۔ ان ضروریات کو پورا کرنے کے ل g ، جی اے این پر مبنی مادوں کی موجودہ ایپیٹاسیل ٹیکنالوجی کو تبدیل کرنا ضروری ہے ، خاص طور پر ایپیٹاکسیل ٹکنالوجی کو تیار کرنا جو امورفوس سبسٹریٹس کی خصوصیات کو اپنانے کے لئے کم درجہ حرارت پر انجام دیا جاسکتا ہے۔

کم درجہ حرارت ایپیٹیکسیل ٹکنالوجی کی ترقی

کے اصولوں پر مبنی کم درجہ حرارت ایپیٹیکسیئل ٹکنالوجیجسمانی بخارات جمع (پی وی ڈی)اورکیمیائی بخارات جمع (سی وی ڈی)رد عمل میگنیٹرن اسپٹرنگ ، پلازما کی مدد سے ایم بی ای (پی اے-ایم بی ای) ، پلسڈ لیزر جمع (پی ایل ڈی) ، پلسڈ اسپٹرنگ جمع (پی ایس ڈی) ، لیزر اسسٹڈ ایم بی ای (ایل ایم بی ای) ، ریموٹ پلازما سی وی ڈی (آر پی سی وی ڈی) ، مائی گِریشن میں اضافہ ہوا جس میں اضافہ ہوا۔ .

4. پی وی ڈی اصول پر مبنی کم درجہ حرارت ایپیٹیکسی ٹکنالوجی

ٹکنالوجی کی اقسام

بشمول رد عمل میگنیٹرن اسپٹرنگ ، پلازما کی مدد سے ایم بی ای (پی اے-ایم بی ای) ، پلسڈ لیزر جمع (پی ایل ڈی) ، پلسڈ اسپٹرنگ جمع (پی ایس ڈی) اور لیزر اسسٹڈ ایم بی ای (ایل ایم بی ای)۔

تکنیکی خصوصیات

یہ ٹیکنالوجیز کم درجہ حرارت پر رد عمل کے ماخذ کو آئنائز کرنے کے لئے بیرونی فیلڈ جوڑے کا استعمال کرکے توانائی مہیا کرتی ہیں ، اس طرح اس کے کریکنگ درجہ حرارت کو کم کرتی ہیں اور GAN پر مبنی مواد کی کم درجہ حرارت کی ایپیٹاکسیل نشوونما کو حاصل کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، رد عمل میگنیٹرن اسپٹرنگ ٹکنالوجی الیکٹرانوں کی حرکیاتی توانائی کو بڑھانے اور ہدف پھیلاؤ کو بڑھانے کے لئے N2 اور AR کے ساتھ تصادم کے امکان کو بڑھانے کے لئے اسپٹرنگ کے عمل کے دوران ایک مقناطیسی فیلڈ متعارف کراتی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، یہ ہدف سے اوپر اعلی کثافت والے پلازما کو بھی محدود کرسکتا ہے اور سبسٹریٹ پر آئنوں کی بمباری کو کم کرسکتا ہے۔

چیلنجز

اگرچہ ان ٹیکنالوجیز کی ترقی نے کم لاگت اور لچکدار آپٹو الیکٹرانک آلات تیار کرنا ممکن بنا دیا ہے ، لیکن انہیں نمو کے معیار ، سازوسامان کی پیچیدگی اور لاگت کے لحاظ سے بھی چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ مثال کے طور پر ، پی وی ڈی ٹکنالوجی میں عام طور پر ایک اعلی ویکیوم ڈگری کی ضرورت ہوتی ہے ، جو قبل از رد عمل کو مؤثر طریقے سے دبا سکتا ہے اور کچھ انکیٹو مانیٹرنگ آلات کو متعارف کراسکتا ہے جن کو اعلی ویکیوم (جیسے ریڈ ، لانگومیر تحقیقات ، وغیرہ) کے تحت کام کرنا چاہئے ، لیکن اس سے بڑے پیمانے پر یکساں جمع ہونے کی مشکل میں اضافہ ہوتا ہے ، اور اعلی ویکیوم کی آپریشن اور بحالی کی لاگت زیادہ ہے۔

5. سی وی ڈی اصول پر مبنی کم درجہ حرارت ایپیٹاکسیل ٹیکنالوجی

ٹکنالوجی کی اقسام

ریموٹ پلازما سی وی ڈی (آر پی سی وی ڈی) سمیت ، منتقلی میں اضافہ ہوا بعد میں سی وی ڈی (ایم ای اے سی وی ڈی) ، ریموٹ پلازما انیمینسڈ ایم او سی وی ڈی (آر پی ای ایم او سی وی ڈی) ، سرگرمی میں اضافہ ایم او سی وی ڈی (ریمو سی وی ڈی) ، الیکٹران سائکلوٹرن گونج پلازما میں اضافہ ہوا MOCVD (ICP-MOCVD)۔

تکنیکی فوائد

یہ ٹیکنالوجیز پلازما کے مختلف ذرائع اور رد عمل کے طریقہ کار کا استعمال کرکے کم درجہ حرارت پر III-نائٹرائڈ سیمیکمڈکٹر مواد جیسے GAN اور INN کی نشوونما کو حاصل کرتی ہیں ، جو بڑے علاقے کی یکساں جمع اور لاگت میں کمی کے لئے موزوں ہے۔ مثال کے طور پر ، ریموٹ پلازما سی وی ڈی (آر پی سی وی ڈی) ٹکنالوجی ایک ای سی آر ماخذ کو پلازما جنریٹر کے طور پر استعمال کرتی ہے ، جو ایک کم پریشر پلازما جنریٹر ہے جو اعلی کثافت پلازما پیدا کرسکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، پلازما لیمینسینس اسپیکٹروسکوپی (OES) ٹکنالوجی کے ذریعے ، N2+ سے وابستہ 391 این ایم سپیکٹرم سبسٹریٹ کے اوپر تقریبا ناقابل شناخت ہے ، اس طرح اعلی توانائی کے آئنوں کے ذریعہ نمونے کی سطح کی بمباری کو کم کرتا ہے۔

کرسٹل معیار کو بہتر بنائیں

اعلی توانائی کے چارج شدہ ذرات کو مؤثر طریقے سے فلٹر کرکے epitaxial پرت کے کرسٹل معیار کو بہتر بنایا گیا ہے۔ مثال کے طور پر ، MEA-CVD ٹکنالوجی RPCVD کے ECR پلازما ماخذ کو تبدیل کرنے کے لئے HCP کا ایک ذریعہ استعمال کرتی ہے ، جس سے یہ اعلی کثافت پلازما پیدا کرنے کے لئے زیادہ موزوں ہے۔ ایچ سی پی کے ماخذ کا فائدہ یہ ہے کہ کوارٹج ڈائی الیکٹرک ونڈو کی وجہ سے آکسیجن کی آلودگی نہیں ہے ، اور اس میں کیپسیٹو جوڑے (سی سی پی) پلازما ماخذ سے زیادہ پلازما کثافت ہے۔

6. خلاصہ اور آؤٹ لک

کم درجہ حرارت ایپیٹیکسی ٹکنالوجی کی موجودہ حیثیت

ادب کی تحقیق اور تجزیہ کے ذریعہ ، کم درجہ حرارت ایپیٹیکسی ٹکنالوجی کی موجودہ حیثیت کا خاکہ پیش کیا گیا ہے ، جس میں تکنیکی خصوصیات ، سازوسامان کا ڈھانچہ ، کام کے حالات اور تجرباتی نتائج شامل ہیں۔ یہ ٹیکنالوجیز بیرونی فیلڈ کے جوڑے کے ذریعے توانائی مہیا کرتی ہیں ، نمو کے درجہ حرارت کو مؤثر طریقے سے کم کرتی ہیں ، امورفوس سبسٹریٹس کی خصوصیات کے مطابق ہوجاتی ہیں ، اور کم لاگت اور لچکدار (او پی ٹی او) الیکٹرانک آلات کی تیاری کا امکان فراہم کرتی ہیں۔

مستقبل کی تحقیقی سمتیں

کم درجہ حرارت ایپیٹیکسی ٹکنالوجی میں اطلاق کے وسیع امکانات ہیں ، لیکن یہ اب بھی تلاشی مرحلے میں ہے۔ انجینئرنگ کی ایپلی کیشنز میں مسائل کو حل کرنے کے ل It اس کے لئے آلات اور عمل کے دونوں پہلوؤں سے گہرائی سے تحقیق کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر ، یہ مزید مطالعہ کرنا ضروری ہے کہ پلازما میں آئن فلٹرنگ کے مسئلے پر غور کرتے ہوئے اعلی کثافت پلازما کو کیسے حاصل کیا جائے۔ کم درجہ حرارت پر گہا میں پری رد عمل کو مؤثر طریقے سے دبانے کے لئے گیس ہوموجنائزیشن ڈیوائس کی ساخت کو کس طرح ڈیزائن کیا جائے۔ ایک مخصوص گہا کے دباؤ میں پلازما کو متاثر کرنے والے چنگاری یا برقی مقناطیسی شعبوں سے بچنے کے ل the کم درجہ حرارت ایپیٹیکسیئل آلات کے ہیٹر کو کس طرح ڈیزائن کیا جائے۔

متوقع شراکت

توقع کی جارہی ہے کہ یہ فیلڈ ایک ممکنہ ترقی کی سمت بن جائے گا اور آپٹ الیکٹرانک آلات کی اگلی نسل کی ترقی میں اہم شراکت کرے گا۔ محققین کی گہری توجہ اور زوردار فروغ کے ساتھ ، یہ فیلڈ مستقبل میں ایک ممکنہ ترقی کی سمت میں ترقی کرے گا اور اگلی نسل (اوپٹو الیکٹرانک) آلات کی ترقی میں اہم شراکت کرے گا۔