Conas a chuidíonn sraitheanna epitaxial le feistí leathsheoltóra?

Bunús an ainm wafer epitaxial

Gcéad dul síos, a ligean ar popularize coincheap beag: Áirítear ullmhú wafer dhá nasc mhór: ullmhú tsubstráit agus próiseas epitaxial. Is wafer é an tsubstráit déanta as ábhar criostail aonair leathsheoltóra. Is féidir leis an tsubstráit dul isteach go díreach sa phróiseas déantúsaíochta wafer chun feistí leathsheoltóra a tháirgeadh, nó is féidir é a phróiseáil trí phróisis epitaxial chun sliseoga epitaxial a tháirgeadh. Tagraíonn Epitaxy don phróiseas a bhaineann le sraith nua de chriostail aonair a fhás ar fhoshraith criostail aonair a phróiseáiltear go cúramach trí ghearradh, meilt, snasta, etc. Is féidir an criostail aonair nua a bheith mar an t-ábhar céanna leis an tsubstráit, nó is féidir é a ábhar difriúil (aonchineálach) epitaxy nó heteroepitaxy). Toisc go leathnaíonn agus go bhfásann an ciseal criostail aonair nua de réir chéim criostail an tsubstráit, tugtar ciseal epitaxial air (is gnách go bhfuil an tiús cúpla miocrón, ag glacadh sileacain mar shampla: is é an bhrí atá le fás epitaxial sileacain ar sileacain aonair. tsubstráit criostail le treoshuíomh criostail áirithe. wafer epitaxial (wafer epitaxial = ciseal epitaxial + substráit). Nuair a dhéantar an gléas ar an gciseal epitaxial, tugtar epitaxy dearfach air. Má dhéantar an gléas ar an tsubstráit, tugtar epitaxy droim ar ais air. Ag an am seo, ní imríonn an ciseal epitaxial ach ról tacaíochta.

Wafer snasta

Modhanna fáis epitaxial

Epitaxy bhíoma mhóilíneach (MBE): Is teicneolaíocht fáis epitaxial leathsheoltóra é a dhéantar faoi choinníollacha folúis ultra-ard. Sa teicníc seo, galú bunábhar i bhfoirm bhíoma adamh nó móilíní agus ansin a thaisceadh ar fhoshraith criostalach. Is teicneolaíocht fáis scannán tanaí leathsheoltóra an-bheacht agus inrialaithe é MBE a fhéadfaidh tiús ábhar taiscthe a rialú go beacht ag an leibhéal adamhach.
Miotal orgánach CVD (MOCVD): Sa phróiseas MOCVD, soláthraítear miotail orgánacha agus gás hidríde N gás ina bhfuil na heilimintí riachtanacha don tsubstráit ag teocht chuí, déantar imoibriú ceimiceach chun an t-ábhar leathsheoltóra riachtanach a ghiniúint, agus déantar iad a thaisceadh ar an tsubstráit. ar, agus na comhdhúile atá fágtha agus táirgí imoibrithe a urscaoileadh.
Epitaxy chéim gal (VPE): Is teicneolaíocht thábhachtach é epitaxy chéim ghal a úsáidtear go coitianta i dtáirgeadh feistí leathsheoltóra. Is é an bunphrionsabal ná gaile substaintí nó comhdhúile eiliminteacha a iompar i ngás iompróra, agus criostail a thaisceadh ar an tsubstráit trí imoibrithe ceimiceacha.

Cad iad na fadhbanna a réitíonn an próiseas epitaxy?

Ní féidir ach le mór-ábhair chriostail aonair freastal ar na riachtanais mhéadaitheacha a bhaineann le feistí leathsheoltóra éagsúla a mhonarú. Mar sin, forbraíodh fás epitaxial, teicneolaíocht fáis ábhar criostail aonair sraith tanaí, ag deireadh na bliana 1959. Mar sin, cén ranníocaíocht shonrach atá ag teicneolaíocht epitaxy le hábhair a chur chun cinn?

Maidir le sileacain, nuair a thosaigh teicneolaíocht fáis epitaxial sileacain, bhí sé i ndáiríre am deacair do tháirgeadh trasraitheoirí ard-minicíochta agus ard-chumhachta sileacain. Ó thaobh prionsabail an trasraitheora, chun ard-minicíocht agus ardchumhacht a fháil, ní mór go mbeadh voltas miondealú an limistéir bhailitheora ard agus ní mór go mbeadh friotaíocht an tsraith beag, is é sin, ní mór an titim voltas saturation a bheith beag. Éilíonn an chéad cheann go mbeadh friotachas an ábhair sa limistéar bailithe ard, agus éilíonn an dara ceann go mbeadh friotachas an ábhair sa limistéar bailithe íseal. Tá an dá chúige contrártha lena chéile. Má laghdaítear tiús an ábhair sa limistéar bailitheoir chun friotaíocht an tsraith a laghdú, beidh an wafer sileacain ró-tanaí agus leochaileach le próiseáil. Má laghdaítear friotachas an ábhair, beidh sé contrártha leis an gcéad riachtanas. Mar sin féin, d'éirigh le forbairt na teicneolaíochta epitaxial. an deacracht seo a réiteach.

Réiteach: Fás ciseal epitaxial ard-fhriotaíochta ar fhoshraith ard-fhriotaíochta, agus déan an gléas ar an gciseal epitaxial. Cinntíonn an ciseal epitaxial ard-fhriotaíochta seo go bhfuil voltas miondealaithe ard ag an bhfeadán, agus an tsubstráit íseal-fhriotaíochta Laghdaíonn sé friotaíocht an tsubstráit freisin, rud a laghdóidh an titim saturation voltais, rud a réitíonn an contrártha idir an dá cheann.

Ina theannta sin, tá forbairt mhór déanta freisin ar theicneolaíochtaí epitaxy cosúil le epitaxy céim gal agus epitaxy céim leachtach GaAs agus III-V, II-VI agus ábhair leathsheoltóra cumaisc mhóilíneacha eile agus tá siad mar bhunús don chuid is mó de na feistí micreathonn, feistí optoelectronic, cumhacht. Is teicneolaíocht próisis fíor-riachtanach é chun feistí a tháirgeadh, go háirithe cur i bhfeidhm rathúil na teicneolaíochta epitaxy céim gaile orgánach miotail agus bhíoma móilíneach i sraitheanna tanaí, superlattices, toibreacha chandamach, sárláití faoi bhrú, agus epitaxy tanaí-chiseal adamhach, atá ina céim nua i dtaighde leathsheoltóra. Leag forbairt “innealtóireacht criosanna fuinnimh” sa réimse bunús láidir.

In iarratais phraiticiúla, déantar feistí leathsheoltóra bandgap leathan beagnach i gcónaí ar an gciseal epitaxial, agus ní fheidhmíonn an wafer chomhdhúile sileacain féin ach mar an tsubstráit. Dá bhrí sin, is cuid thábhachtach den tionscal leathsheoltóra bandgap leathan é rialú na ciseal epitaxial.

7 mórscil sa teicneolaíocht epitaxy

1. Is féidir sraitheanna epitaxial friotaíocht ard (íseal) a fhás go epitaxially ar fhoshraitheanna friotaíocht íseal (ard).
2. Is féidir an ciseal epitaxial cineál N (P) a fhás go epitaxially ar an tsubstráit cineál P (N) chun acomhal PN a fhoirmiú go díreach. Níl aon fhadhb cúitimh ann nuair a úsáidtear an modh idirleathadh chun acomhal PN a dhéanamh ar fhoshraith criostail amháin.
3. In éineacht le teicneolaíocht masc, déantar fás epitaxial roghnach i réimsí ainmnithe, ag cruthú coinníollacha chun ciorcaid chomhtháite agus feistí le struchtúir speisialta a tháirgeadh.
4. Is féidir cineál agus tiúchan na dópála a athrú de réir riachtanais le linn an phróisis fáis epitaxial. Is féidir leis an athrú ar thiúchan a bheith ina athrú tobann nó ina athrú mall.
5. Féadann sé comhdhúile ilchineálacha, il-sraithe, ilchodacha agus sraitheanna ultra-tanaí a fhás le comhpháirteanna inathraithe.
6. Is féidir fás epitaxial a dhéanamh ag teocht níos ísle ná pointe leá an ábhair, tá an ráta fáis inrialaithe, agus is féidir fás epitaxial tiús leibhéal adamhach a bhaint amach.
7. Féadann sé ábhair chriostail aonair a fhás nach féidir a tharraingt, mar shampla GaN, sraitheanna criostail aonair de chomhdhúile treasach agus ceathartha, etc.