《炬丰科技-半导体工艺》Ga-N 系统的热力学分析

炬丰科技

2021-7-7 10:28:12

1622 半导体工艺

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：Ga-N 系统的热力学分析

编号：JFSJ-21-043

作者：炬丰科技

网址：http://www.wetsemi.com/index.html

摘要：

纯冷凝和气态镓以及液氮的热力学函数取自 SGTE 数据库。Ga-N 系统中固相和液相的吉布斯能被假定为与压力无关，而在高压下气相被认为是非理想的。由于系统中 Ga 蒸气的平衡分压远低于相应的 N2 压力，气体混合物被假定为非理想气体的理想溶液。氮逸度的热力学描述为在中评估了温度和压力的函数。在“Allprops”程序中实施的最新评估包括显式在亥姆霍兹能量中的基本方程，其中 28 个系数对 1· 104 atm 和 2000 K 有效。后一个描述已被外推到 5· 104 atm 和 2800 K 并在目前的工作中采用。文章全部详情，请加V获取：hlknch/xzl1019。

GaN 本质上是一种具有窄同质性范围的化学计量化合物，因此在评估中被视为线化合物。纤锌矿结构被认为是唯一稳定的固体形式。尽管亚稳态闪锌矿结构可以在薄膜中产生并且在高压下预计在 III 族氮化物中会出现 NiAs 型改性，但并未考虑这些结构。报道的 GaN 熔化温度是有争议的，从 1973 年到 2573 K 以上不等。在热平衡过程中，很难在 GaN 上保持氮的高平衡压力。过低的 N2 超压会导致 GaN 表面氮的损失和镓液滴的形成。在确定的 N2 分压下的富含 Ga 的液相线温度将是测得的温度，并且必须低于化合物的熔化温度。因此，预测的最高报告值为 2791 K电负性的半经验理论被预选为全等熔化氮化镓的温度。

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