Orijin nan non epitaxial wafer la
Premyèman, an n popilarize yon ti konsèp: preparasyon wafer gen ladan l de gwo lyen: preparasyon substrate ak pwosesis epitaxial. Substra a se yon wafer ki fèt ak materyèl semi-conducteurs kristal sèl. Substra a ka dirèkteman antre nan pwosesis fabrikasyon wafer pou pwodwi aparèy semi-conducteurs, oswa li ka trete pa pwosesis epitaxial pou pwodwi wafer epitaxial. Epitaksi refere a pwosesis pou grandi yon nouvo kouch kristal sèl sou yon substra kristal sèl ki te ak anpil atansyon trete pa koupe, fanm k'ap pile, polisaj, elatriye. Nouvo kristal sèl la ka menm materyèl ak substra a, oswa li ka yon diferan materyèl (omojèn) epitaksi oswa heteroepitaksi). Paske nouvo kouch kristal sèl la pwolonje ak grandi dapre faz kristal substra a, yo rele sa yon kouch epitaxial (epesè a anjeneral kèk mikron, pran Silisyòm kòm yon egzanp: siyifikasyon an nan Silisyòm epitaxial kwasans se sou yon sèl Silisyòm. substrate kristal ak yon sèten oryantasyon kristal Yon kouch kristal ki gen bon entegrite estrikti lasi ak diferan rezistans ak epesè ak kristal la menm. oryantasyon kòm substra a grandi), epi yo rele substra a ak kouch epitaksial yon wafer epitaxial (wafer epitaxial = kouch epitaxial + substra). Lè aparèy la fèt sou kouch epitaksyal la, yo rele sa epitaksi pozitif. Si aparèy la fèt sou substra a, yo rele sa epitaksi ranvèse. Nan moman sa a, kouch epitaxial la sèlman jwe yon wòl sipò.
Wafer poli
Metòd kwasans epitaksyal
Epitaksi molekilè gwo bout bwa (MBE): Li se yon teknoloji kwasans epitaxial semi-conducteurs ki fèt nan kondisyon vakyòm ultra-segondè. Nan teknik sa a, materyèl sous yo evapore nan fòm lan nan yon gwo bout bwa nan atòm oswa molekil ak Lè sa a, depoze sou yon substra cristalline. MBE se yon teknoloji trè presi ak kontwole semi-conducteurs mens fim kwasans ki ka jisteman kontwole epesè materyèl depoze nan nivo atomik la.
Metal òganik CVD (MOCVD): Nan pwosesis MOCVD, metal òganik ak gaz idrid N gaz ki gen eleman obligatwa yo apwovizyone substra a nan yon tanperati ki apwopriye, sibi yon reyaksyon chimik pou jenere materyèl semi-conducteurs ki nesesè yo, epi yo depoze sou substra a. sou, pandan y ap konpoze ki rete yo ak pwodwi reyaksyon yo egzeyate.
Epitaksi faz vapè (VPE): Epitaksi faz vapè se yon teknoloji enpòtan ki souvan itilize nan pwodiksyon aparèy semi-conducteurs. Prensip debaz la se transpòte vapè sibstans elemantè oswa konpoze nan yon gaz konpayi asirans, epi depoze kristal sou substra a atravè reyaksyon chimik.
Ki pwoblèm pwosesis epitaksi rezoud?
Se sèlman esansyèl materyèl kristal sèl pa ka satisfè bezwen yo ap grandi nan fabrikasyon divès kalite aparèy semi-conducteurs. Se poutèt sa, kwasans epitaksi, yon kouch mens sèl kristal teknoloji kwasans materyèl, te devlope nan fen 1959. Se konsa, ki kontribisyon espesifik teknoloji epitaksi gen nan avansman nan materyèl?
Pou Silisyòm, lè Silisyòm epitaxial kwasans teknoloji te kòmanse, li te reyèlman yon moman difisil pou pwodiksyon an nan Silisyòm segondè-frekans ak gwo-pouvwa tranzistò. Soti nan pèspektiv nan prensip tranzistò yo, jwenn gwo frekans ak gwo pouvwa, vòltaj la pann nan zòn nan pèseptè dwe wo ak rezistans nan seri yo dwe piti, se sa ki, gout nan vòltaj saturation dwe piti. Ansyen an mande pou rezistivite materyèl la nan zòn nan kolekte yo ta dwe wo, pandan y ap lèt la mande pou rezistans nan materyèl la nan zòn nan kolekte yo ta dwe ba. De pwovens yo kontradiktwa youn ak lòt. Si epesè materyèl la nan zòn pèseptè a redwi pou redwi rezistans seri a, wafer Silisyòm lan pral twò mens ak frajil pou trete. Si rezistans materyèl la redwi, li pral kontredi premye kondisyon an. Sepandan, devlopman nan teknoloji epitaxial te gen siksè. rezoud difikilte sa a.
Solisyon: grandi yon kouch epitaxial wo-rezistans sou yon substra ki ba anpil rezistans, epi fè aparèy la sou kouch epitaxial la. Kouch epitaxial segondè-rezistans sa a asire ke tib la gen yon vòltaj segondè pann, pandan y ap substra a ba-rezistans Li tou diminye rezistans nan substra a, kidonk diminye gout nan vòltaj saturation, kidonk rezoud kontradiksyon ki genyen ant de la.
Anplis de sa, teknoloji epitaksi tankou epitaksi faz vapè ak epitaksi faz likid nan GaAs ak lòt III-V, II-VI ak lòt materyèl semi-conducteurs konpoze molekilè yo te tou devlope anpil epi yo te vin baz pou pifò aparèy mikwo ond, aparèy optoelectronic, pouvwa. Li se yon teknoloji pwosesis endispansab pou pwodiksyon an nan aparèy, espesyalman aplikasyon an siksè nan gwo bout bwa molekilè ak metal òganik vapè faz epitaksi teknoloji nan kouch mens, supèrlatik, pwopòsyon. pwi, superlattices tension, ak nivo atomik epitaksi mens-kouch, ki se yon nouvo etap nan rechèch semi-conducteurs. Devlopman "Enèji senti jeni" nan jaden an te mete yon fondasyon solid.
Nan aplikasyon pratik, aparèy semiconductor bandgap lajè yo prèske toujou fèt sou kouch epitaxial la, ak wafer nan carbure Silisyòm tèt li sèlman sèvi kòm substra a. Se poutèt sa, kontwòl kouch epitaxial la se yon pati enpòtan nan endistri semi-conducteurs bandgap lajè.
7 gwo ladrès nan teknoloji epitaksi
1. Kouch epitaxial rezistans segondè (ba) ka epitaxial grandi sou substrats rezistans ki ba (segondè).
2. Kouch epitaxial N (P) kalite ka epitaxial grandi sou substra kalite P (N) pou fòme yon junction PN dirèkteman. Pa gen okenn pwoblèm konpansasyon lè w ap itilize metòd difizyon pou fè yon junction PN sou yon sèl substrate kristal.
3. Konbine ak teknoloji mask, kwasans epitaksi selektif fèt nan zòn ki deziyen, kreye kondisyon pou pwodiksyon sikui entegre ak aparèy ak estrikti espesyal.
4. Kalite ak konsantrasyon dopaj ka chanje selon bezwen pandan pwosesis kwasans epitaksial la. Chanjman nan konsantrasyon ka yon chanjman toudenkou oswa yon chanjman dousman.
5. Li ka grandi etewojèn, milti-kouch, milti-konpozan konpoze ak kouch ultra-mens ak konpozan varyab.
6. Epitaxial kwasans ka fèt nan yon tanperati ki pi ba pase pwen k ap fonn nan materyèl la, to kwasans lan se kontwole, ak kwasans epitaxial nan epesè atomik-nivo ka reyalize.
7. Li ka grandi materyèl kristal sèl ki pa ka rale, tankou GaN, kouch kristal sèl nan konpoze siperyè ak kwatènè, elatriye.
Lè poste: Me-13-2024