Gallium (Ga) spielt in der Werkstofftechnik eine zentrale Rolle als III-Halbleiterelement, insbesondere in Form gasförmiger Vorläuferverbindungen für Abscheideprozesse. Elementares Ga selbst liegt unter Normalbedingungen nicht als Gas vor (Siedepunkt ca. 2403 K), daher werden in der Praxis flüchtige Ga-Verbindungen wie Trimethylgallium (TMGa) oder Triethylgallium (TEGa) eingesetzt.

In der Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) und verwandten CVD-Prozessen dienen diese Ga-Gase als Präkursoren für die epitaktische Abscheidung von GaAs, GaN und relateden III-V-Halbleitern. Die Kontrolle von Partialdruck, Massentransport und Oberflächenkinetik der Ga-haltigen Gasphase bestimmt Kristallstruktur, Defektdichte und Dotierungsprofile der abgeschiedenen Schichten maßgeblich.

Aus thermodynamischer Sicht ist das Gleichgewicht zwischen gasförmigen Ga-Spezies (z. B. Ga, Ga₂, GaCH₃*) und kondensierter Phase durch Temperatur, Gesamtdruck und Trägergaszusammensetzung bestimmt. Kinetisch relevante Schritte umfassen Adsorption, Ligandenabspaltung, Oberflächendiffusion und Desorption von Reaktionsnebenprodukten.

In der Prozess- und Anlagentechnik sind die Toxizität und Pyrophorizität vieler Ga-Vorläufergase zu beachten, was hohe Anforderungen an Dichtheit, Abgasbehandlung und Sicherheitskonzepte stellt. Für die Modellierung komplexer Ga/Gas-Systeme kommen kombinierte CFD- und Reaktionskinetik-Simulationen zum Einsatz, um Inhomogenitäten im Schichtdickenprofil und in der Zusammensetzung zu minimieren.