Asal saka jeneng wafer epitaxial
Pisanan, ayo populerake konsep cilik: persiapan wafer kalebu rong tautan utama: persiapan substrat lan proses epitaxial. Substrat yaiku wafer sing digawe saka bahan kristal tunggal semikonduktor. Substrat bisa langsung mlebu ing proses manufaktur wafer kanggo ngasilake piranti semikonduktor, utawa bisa diproses kanthi proses epitaxial kanggo ngasilake wafer epitaxial. Epitaxy nuduhake proses ngembangake lapisan anyar saka kristal tunggal ing substrat kristal siji sing wis diproses kanthi teliti kanthi nglereni, nggiling, polishing, lan liya-liyane. Kristal tunggal anyar bisa dadi bahan sing padha karo substrat, utawa bisa dadi materi beda (homogen) epitaxy utawa heteroepitaxy). Amarga lapisan kristal tunggal anyar ngluwihi lan tuwuh miturut fase kristal saka substrat, diarani lapisan epitaxial (ketebalan biasane sawetara mikron, njupuk silikon minangka conto: makna pertumbuhan epitaxial silikon ana ing siji silikon. substrat kristal karo orientasi kristal tartamtu Lapisan kristal kanthi integritas struktur kisi sing apik lan resistivitas lan kekandelan sing beda karo orientasi kristal sing padha karo substrat sing ditanam), lan substrat karo substrat. lapisan epitaxial diarani wafer epitaxial (wafer epitaxial = lapisan epitaxial + substrate). Nalika piranti kasebut digawe ing lapisan epitaxial, diarani epitaksi positif. Yen piranti kasebut digawe ing substrat, diarani epitaksi terbalik. Ing wektu iki, lapisan epitaxial mung nduweni peran pendukung.
wafer polesan
Metode pertumbuhan epitaxial
Molecular beam epitaxy (MBE): Iki minangka teknologi pertumbuhan epitaxial semikonduktor sing ditindakake ing kahanan vakum sing dhuwur banget. Ing tèknik iki, bahan sumber nguapaké ing wangun sinar atom utawa molekul lan banjur disimpen ing substrat kristal. MBE minangka teknologi pertumbuhan film tipis semikonduktor sing tepat lan bisa dikontrol sing bisa ngontrol kekandelan materi sing disimpen ing tingkat atom.
Metal organic CVD (MOCVD): Ing proses MOCVD, logam organik lan gas hidrida N gas sing ngemot unsur sing dibutuhake diwenehake menyang substrat ing suhu sing cocog, ngalami reaksi kimia kanggo ngasilake bahan semikonduktor sing dibutuhake, lan disimpen ing substrat. ing, nalika senyawa lan produk reaksi sing isih dibuwang.
Epitaksi fase uap (VPE): Epitaksi fase uap minangka teknologi penting sing umum digunakake ing produksi piranti semikonduktor. Prinsip dhasar yaiku ngeterake uap zat utawa senyawa unsur ing gas pembawa, lan nyelehake kristal ing substrat liwat reaksi kimia.
Masalah apa sing diatasi proses epitaksi?
Mung akeh bahan kristal tunggal ora bisa nyukupi kabutuhan manufaktur macem-macem piranti semikonduktor. Mulane, wutah epitaxial, teknologi pertumbuhan materi kristal tunggal lapisan tipis, dikembangake ing pungkasan taun 1959. Dadi apa kontribusi khusus teknologi epitaksi kanggo kemajuan materi?
Kanggo silikon, nalika teknologi pertumbuhan epitaxial silikon diwiwiti, pancen wektu sing angel kanggo produksi transistor frekuensi dhuwur lan daya dhuwur silikon. Saka perspektif prinsip transistor, kanggo entuk frekuensi dhuwur lan daya dhuwur, voltase breakdown area kolektor kudu dhuwur lan resistance seri kudu cilik, yaiku, drop tegangan jenuh kudu cilik. Tilas mbutuhake resistivitas materi ing area pengumpulan kudu dhuwur, dene sing terakhir mbutuhake resistivity materi ing area pengumpulan kudu kurang. Kalih provinsi punika kontradiktif. Yen kekandelan materi ing wilayah Penagih wis suda kanggo ngurangi resistance seri, wafer silikon bakal banget lancip lan pecah kanggo diproses. Yen resistivity saka materi wis suda, iku bakal mbantah syarat pisanan. Nanging, pangembangan teknologi epitaxial wis sukses. ditanggulangi kangelan iki.
Solusi: Tuwuh lapisan epitaxial kanthi resistensi dhuwur ing substrat sing tahan banget, lan gawe piranti kasebut ing lapisan epitaxial. Lapisan epitaxial resistivitas dhuwur iki njamin yen tabung nduweni voltase rusak sing dhuwur, dene substrate resistensi kurang Iku uga nyuda resistensi substrat, saéngga nyuda penurunan tegangan jenuh, saéngga ngrampungake kontradiksi ing antarane loro kasebut.
Kajaba iku, teknologi epitaksi kayata epitaksi fase uap lan epitaksi fase cair saka GaAs lan III-V, II-VI lan bahan semikonduktor senyawa molekul liyane uga wis dikembangake banget lan wis dadi basis kanggo piranti gelombang mikro, piranti optoelektronik, daya. Iku teknologi proses indispensable kanggo produksi piranti, utamané aplikasi sukses Beam molekul lan logam uap organik phase epitaxy teknologi ing lapisan lancip, superlattices, sumur kuantum, superlattices tegang, lan epitaksi lapisan tipis tingkat atom, sing minangka langkah anyar ing riset semikonduktor. Pangembangan "rekayasa sabuk energi" ing lapangan wis nggawe dhasar sing padhet.
Ing aplikasi praktis, piranti semikonduktor celah pita lebar meh tansah digawe ing lapisan epitaxial, lan wafer silikon karbida dhewe mung dadi substrate. Mulane, kontrol lapisan epitaxial minangka bagéyan penting saka industri semikonduktor bandgap sudhut.
7 katrampilan utama ing teknologi epitaksi
1. Lapisan epitaxial tahan dhuwur (kurang) bisa ditanam kanthi epitaxial ing substrat resistensi sing kurang (dhuwur).
2. Lapisan epitaxial tipe N (P) bisa ditanam kanthi epitaxial ing substrat tipe P (N) kanggo mbentuk persimpangan PN kanthi langsung. Ora ana masalah kompensasi nalika nggunakake metode difusi kanggo nggawe persimpangan PN ing substrat kristal tunggal.
3. Digabungake karo teknologi topeng, wutah epitaxial selektif ditindakake ing wilayah sing ditemtokake, nggawe kondisi kanggo produksi sirkuit terpadu lan piranti kanthi struktur khusus.
4. Jinis lan konsentrasi doping bisa diganti miturut kabutuhan sajrone proses pertumbuhan epitaxial. Owah-owahan ing konsentrasi bisa dadi owah-owahan dadakan utawa owah-owahan alon.
5. Bisa tuwuh senyawa heterogen, multi-lapisan, multi-komponen lan lapisan ultra-tipis kanthi komponen variabel.
6. Wutah epitaxial bisa ditindakake ing suhu sing luwih murah tinimbang titik leleh materi, tingkat pertumbuhan bisa dikontrol, lan wutah epitaxial saka ketebalan tingkat atom bisa diraih.
7. Bisa tuwuh bahan kristal tunggal sing ora bisa ditarik, kayata GaN, lapisan kristal tunggal senyawa tersier lan kuaterner, lsp.
Wektu kirim: Mei-13-2024