Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Гидридті бу фазалы эпитаксия (HVPE) – GaN, GaAs, InP және оларға байланысты қосылыстар сияқты жартылай өткізгіштерді өндіруге жиі қолданылатын эпитаксиялық өсу әдісі. Бұл әдісте хлорлы сутек жоғары температурада III топтағы металдармен әрекеттесіп, газ тәрізді металл хлоридтерін жасайды, олар аммиакпен реакцияласып III топтағы нитридтерге айналады. Көбінесе аммиак, сутек және түрлі хлоридтер тасымалдаушы газдар ретінде қолданылады. HVPE технологиясы органикалық металл қосылыстарын бумен шоғырландыру (MOCVD) әдісімен салыстырғанда өндіріс шығындарын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл шығындарды төмендету NH3 тұтынуды едәуір азайту, MOCVD-ге қарағанда арзан бастапқы материалдарды пайдалану және жоғары өсу жылдамдығына байланысты жабдық құнының төмендеуі арқылы жүзеге асырылады. 1960 жылдары жасалған бұл әдіс, GaN монокристалдарын жасау үшін қолданылған алғашқы эпитаксиялық әдіс болды. Гидридті бу фазалы эпитаксия (HVPE) – тепе-теңдікке жақын жұмыс істейтін жалғыз III–V және III–N жартылай өткізгіш кристалдарын өсіру процесі. Бұл конденсация реакцияларының жылдам кинетикаға ие екенін білдіреді: бу фазасының қанығуының өсуіне бірден реакция байқалады. Бұл қасиет хлорлы бу прекурсорлары GaCl және InCl пайдалануымен байланысты, олардың дехлоридеу жиілігі кинетикалық кешігудің болмауы үшін жеткілікті жоғары. Бу фазасының қанығуына байланысты сағатына 1-тен 100 микрометрге дейінгі өсу жылдамдықтарын орнатуға болады. HVPE-нің тағы бір ерекшелігі – өсу процесі беткі кинетикамен басқарылады: газ прекурсорларының адсорбциясы, адсорбталған түрлердің ыдырауы, ыдырау өнімдерінің десорбциясы, қиықтарға беттік диффузия. Бұл қасиет 3D морфологиясы бар нысандар мен құрылымдарды синтездеу үшін үлгіленген субстраттарда селективті өсуді жүзеге асыруда пайдалы. Морфология кристалдардың ішкі өсу анизотропиясына ғана байланысты. Бу фазасының температурасы мен құрамының эксперименттік параметрлерін реттеу арқылы осы анизотропияны бақылауға болады, ол өсу жылдамдықтарының бірнеше есе өзгеруіне байланысты өте жоғары болуы мүмкін. Сондықтан, әртүрлі жаңа көлденең қатынастарға ие құрылымдар жасауға болады. Өсу морфологиясын дәл бақылау GaN квази-субстраттарын, микрометрлік және субмикрометрлік масштабтағы GaAs және GaN құрылымдарының тізімдерін, сондай-ақ жергілікті спин инъекциясы үшін GaAs ұштарын жасау үшін қолданылды. Жылдам дехлоридеу қасиеті ерекше ұзындығы бар GaAs және GaN наносымдарды VLS әдісімен өсіру үшін де пайдаланылады.
Hydride vapour phase epitaxy (HVPE) is an epitaxial growth technique often employed to produce semiconductors such as GaN, GaAs, InP and their related compounds, in which hydrogen chloride is reacted at elevated temperature with the group III metals to produce gaseous metal chlorides, which then react with ammonia to produce the group III nitrides. Carrier gasses commonly used include ammonia, hydrogen and various chlorides. HVPE technology can significantly reduce the cost of production compared to the most common method of vapor deposition of organometallic compounds (MOCVD). Cost reduction is achieved by significantly reducing the consumption of NH3, cheaper source materials than in MOCVD, reducing the capital equipment costs, due to the high growth rate. Developed in the 1960s, it was the first epitaxial method used for the fabrication of single GaN crystals. Hydride vapour phase epitaxy (HVPE) is the only III–V and III–N semiconductor crystal growth process working close to equilibrium. This means that the condensation reactions exhibit fast kinetics: one observes immediate reactivity to an increase of the vapour phase supersaturation towards condensation. This property is due to the use of chloride vapour precursors GaCl and InCl, of which dechlorination frequency is high enough so that there is no kinetic delay. A wide range of growth rates, from 1 to 100 micrometers per hour, can then be set as a function of the vapour phase supersaturation. Another HVPE feature is that growth is governed by surface kinetics: adsorption of gaseous precursors, decomposition of ad species, desorption of decomposition products, surface diffusion towards kink sites. This property is of benefit when it comes to selective growth on patterned substrates for the synthesis of objects and structures exhibiting a 3D morphology. The morphology is only dependent on the intrinsic growth anisotropy of crystals. By setting experimental growth parameters of temperature and composition of the vapour phase, one can control this anisotropy, which can be very high as growth rates can be varied by an order of magnitude. Therefore, we can shape structures with various novel aspect ratios. The accurate control of growth morphology was used for the making of GaN quasi substrates, arrays of GaAs and GaN structures on the micrometer and submicrometer scales, GaAs tips for local spin injection. Fast dechlorination property is also used for the VLS growth of GaAs and GaN nanowires with exceptional length.