Kesukaran dalam penyediaan GaN

Sebagai bahan semikonduktor generasi ketiga, Gallium Nitride sering dibandingkan denganSilikon karbida. Gallium Nitride masih menunjukkan keunggulannya dengan jurang jalur yang besar, voltan pecahan tinggi, kekonduksian haba yang tinggi, halaju hanyutan elektron tepu yang tinggi dan rintangan sinaran yang kuat. Tetapi tidak dapat dinafikan, seperti Silicon Carbide, Gallium Nitride juga mempunyai pelbagai masalah teknikal.

Masalah bahan substrat

Tahap padanan antara substrat dan kekisi filem mempengaruhi kualiti filem GaN. Pada masa ini, substrat yang paling biasa digunakan ialah nilam (Al2O3). Bahan jenis ini digunakan secara meluas kerana penyediaannya yang mudah, harga yang rendah, kestabilan haba yang baik, dan boleh digunakan untuk mengembangkan filem bersaiz besar. Walau bagaimanapun, disebabkan perbezaan besar dalam pemalar kekisi dan pekali pengembangan linear daripada Gallium Nitride, filem Gallium Nitride yang disediakan mungkin mempunyai kecacatan seperti retak. Sebaliknya, kerana kristal tunggal substrat belum diselesaikan, ketumpatan kecacatan heteroepitaxial agak tinggi, dan kekutuban Gallium Nitride terlalu besar, sukar untuk mendapatkan sentuhan ohmik logam semikonduktor yang baik melalui doping tinggi, jadi proses pembuatan adalah lebih rumit.

Masalah penyediaan filem Gallium Nitride

Kaedah tradisional utama untuk menyediakan filem nipis GaN ialah MOCVD (pemendapan wap organik logam), MBE (epitaksi rasuk molekul) dan HVPE (epitaksi fasa wap hidrida). Antaranya, kaedah MOCVD mempunyai keluaran yang besar dan kitaran pertumbuhan yang pendek, yang sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, tetapi penyepuhlindapan diperlukan selepas pertumbuhan, dan filem yang dihasilkan mungkin mempunyai keretakan, yang akan menjejaskan kualiti produk; kaedah MBE hanya boleh digunakan untuk menyediakan sejumlah kecil filem GaN pada satu masa dan tidak boleh digunakan untuk pengeluaran berskala besar; kristal GaN yang dihasilkan oleh kaedah HVPE adalah berkualiti lebih baik dan berkembang lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi, tetapi tindak balas suhu tinggi mempunyai keperluan yang agak tinggi untuk peralatan pengeluaran, kos pengeluaran dan teknologi.