د epitaxial پرتونه څنګه د سیمیکمډکټر وسیلو سره مرسته کوي؟

د epitaxial wafer نوم اصل

لومړی، راځئ چې یو کوچنی مفکوره مشهوره کړو: د ویفر چمتو کول دوه مهمې اړیکې لري: د سبسټریټ چمتو کول او اپیټیکسیل پروسه. سبسټریټ یو ویفر دی چې د سیمی کنډکټر واحد کرسټال موادو څخه جوړ شوی. سبسټریټ کولی شي په مستقیم ډول د ویفر تولید پروسې ته ننوځي ترڅو د سیمیکمډکټر وسیلو تولید کړي ، یا دا د epitaxial پروسو لخوا پروسس کیدی شي ترڅو epitaxial wafers تولید کړي. Epitaxy په یو واحد کرسټال سبسټریټ کې د واحد کرسټال نوي پرت وده کولو پروسې ته اشاره کوي کوم چې په احتیاط سره د پرې کولو ، پیسولو ، پالش کولو او داسې نورو په واسطه پروسس شوي وي. مختلف مواد (همجنسي) epitaxy یا heteroepitaxy). ځکه چې نوی واحد کرسټال طبقه د سبسټریټ د کرسټال مرحلې سره سم پراخیږي او وده کوي، دا د اپیټیکسیل پرت په نوم یادیږي (د ضخامت معمولا یو څو مایکرون دی، سیلیکون د مثال په توګه اخلي: د سیلیکون اپیټیکسیل وده معنی د سیلیکون واحد باندې ده. د کرسټال سبسټریټ د کرسټال یو پرت د ښه جالی جوړښت بشپړتیا او مختلف مقاومت او ضخامت سره ورته کرسټال اورینټیشن لکه څنګه چې سبسټریټ وده کوي) او د epitaxial پرت سره سبسټریټ د epitaxial wafer په نوم یادیږي (epitaxial wafer = epitaxial layer + substrate). کله چې وسیله د اپیټاکسیل پرت کې رامینځته کیږي ، دې ته مثبت ایپیټیکسي ویل کیږي. که چیرې وسیله په سبسټریټ کې جوړه شوې وي ، نو ورته ریورس ایپیټیکسي ویل کیږي. په دې وخت کې، epitaxial طبقه یوازې د ملاتړ رول لوبوي.

پالش شوی ویفر

د Epitaxial ودې میتودونه

مالیکولر بیم ایپیټاکسي (MBE): دا د سیمیکمډکټر ایپیټیکسیل ودې ټیکنالوژي ده چې د خورا لوړ خلا شرایطو لاندې ترسره کیږي. په دې تخنیک کې، سرچینه مواد د اتومونو یا مالیکولونو د بیم په بڼه تبخیر کیږي او بیا په کرسټالین سبسټریټ کې زیرمه کیږي. MBE یو ډیر دقیق او د کنټرول وړ سیمیکمډکټر پتلی فلم وده ټیکنالوژي ده چې کولی شي دقیقا د اټومي کچې د زیرمو موادو ضخامت کنټرول کړي.
د فلزي عضوي CVD (MOCVD): د MOCVD په پروسه کې، عضوي فلز او هایدراید ګاز N ګاز چې اړین عناصر لري په مناسبه تودوخې کې سبسټریټ ته عرضه کیږي، د اړتیا وړ سیمیکمډکټر موادو تولید لپاره کیمیاوي تعامل څخه تیریږي، او په سبسټریټ کې زیرمه کیږي. په داسې حال کې چې پاتې مرکبات او د عکس العمل محصولات خارج کیږي.
د بخار مرحله epitaxy (VPE): د بخار مرحله epitaxy یوه مهمه ټیکنالوژي ده چې معمولا د سیمیکمډکټر وسیلو په تولید کې کارول کیږي. اساسی اصل دا دی چې د کیمیاوی تعاملاتو له لارې د عنصری موادو یا مرکباتو بخارات په کیریر ګاز کې لیږدئ او په سبسټریټ کې کرسټالونه زیرمه کړئ.

د epitaxy پروسه کومې ستونزې حل کوي؟

یوازې لوی واحد کرسټال توکي نشي کولی د مختلف سیمیکمډکټر وسیلو تولید وده کونکي اړتیاوې پوره کړي. له همدې امله، د epitaxial وده، د 1959 په پای کې د یو پتلی پرت واحد کرسټال موادو د ودې ټیکنالوژي رامینځته شوه. نو د موادو په پرمختګ کې د epitaxy ټیکنالوژۍ کومه ځانګړې ونډه لري؟

د سیلیکون لپاره، کله چې د سیلیکون اپیټیکسیل ودې ټیکنالوژي پیل شوه، دا واقعیا د سیلیکون لوړ فریکونسۍ او لوړ ځواک ټرانزیسټرونو تولید لپاره یو ستونزمن وخت و. د ټرانزیسټر اصولو له نظره، د لوړې فریکونسۍ او لوړ ځواک ترلاسه کولو لپاره، د راټولونکي ساحې د ماتولو ولتاژ باید لوړ وي او د لړۍ مقاومت باید کوچنی وي، دا د سنتریشن ولتاژ ډراپ باید کوچنی وي. پخوانی اړتیا لري چې د راټولولو په ساحه کې د موادو مقاومت باید لوړ وي، پداسې حال کې چې وروستی اړتیا لري چې د راټولولو په ساحه کې د موادو مقاومت باید ټیټ وي. دواړه ولایتونه له یو بل سره متضاد دي. که چیرې د راټولونکي ساحه کې د موادو ضخامت د لړۍ مقاومت کمولو لپاره کم شي، د سیلیکون ویفر به ډیر پتلی او نازک وي چې پروسس شي. که د موادو مقاومت کم شي، دا به د لومړي اړتیا سره مخالفت وکړي. په هرصورت، د epitaxial ټیکنالوژۍ پرمختګ بریالی شوی. دا مشکل حل کړ.

حل: په خورا ټیټ مقاومت لرونکي سبسټریټ کې د لوړ مقاومت لرونکي epitaxial پرت ته وده ورکړئ ، او وسیله په ایپیټیکسیل پرت کې جوړه کړئ. دا د لوړ مقاومت epitaxial طبقه یقیني کوي چې ټیوب د لوړ ماتولو ولتاژ لري، پداسې حال کې چې د ټیټ مقاومت سبسټریټ دا د سبسټریټ مقاومت هم کموي، په دې توګه د سنتریت ولتاژ کمښت کموي، په دې توګه د دواړو ترمنځ تضاد حل کوي.

برسېره پر دې، د epitaxy ټیکنالوژي لکه د بخار مرحله epitaxy او د GaAs د مایع پړاو epitaxy او نور III-V، II-VI او نور مالیکول مرکب سیمیکمډکټر مواد هم خورا وده کړې او د ډیری مایکروویو وسیلو، optoelectronic وسیلو، بریښنا لپاره اساس ګرځیدلی. دا د وسیلو تولید لپاره د لازمي پروسې ټیکنالوژي ده ، په ځانګړي توګه د مالیکول بریالۍ غوښتنلیک د بیم او فلزي عضوي بخار مرحله epitaxy ټیکنالوژي په پتلی پرتونو، سوپرلاټیسسونو، کوانټم څاه ګانو، فشار شوي سوپرلاټیسس، او د اټومي کچې پتلي پرت ایپیټیکسي، چې د سیمیکمډکټر څیړنې کې یو نوی ګام دی. په ساحه کې د "انرژی بیلټ انجینرۍ" پراختیا یو پیاوړی بنسټ ایښی دی.

په عملي غوښتنلیکونو کې، د پراخ بانډګاپ سیمیکمډکټر وسایل تقریبا تل په اپیټیکسیل پرت کې جوړیږي، او د سیلیکون کاربایډ ویفر پخپله یوازې د سبسټریټ په توګه کار کوي. له همدې امله، د epitaxial طبقه کنټرول د پراخه bandgap سیمیکمډکټر صنعت یوه مهمه برخه ده.

د ایپیټیکسي ټیکنالوژۍ کې 7 لوی مهارتونه

1. لوړ (ټيټ) مقاومت epitaxial پرتونه په epitaxially په ټیټ (لوړ) مقاومت لرونکي فرعي برخو کې وده کولی شي.
2. د N (P) ډوله epitaxial طبقه په epitaxially د P (N) ډوله سبسټریټ کې وده کولی شي ترڅو مستقیم PN جنکشن جوړ کړي. د جبران کولو ستونزه شتون نلري کله چې په یو واحد کرسټال سبسټریټ کې د PN جنکشن رامینځته کولو لپاره د خپریدو میتود وکاروئ.
3. د ماسک ټیکنالوژۍ سره یوځای، انتخابي epitaxial وده په ټاکل شویو سیمو کې ترسره کیږي، د ځانګړو جوړښتونو سره د مربوط سرکیټونو او وسایلو تولید لپاره شرایط رامنځته کوي.
4. د ډوپینګ ډول او غلظت د epitaxial ودې پروسې په جریان کې د اړتیاو سره سم بدلون موندلی شي. په تمرکز کې بدلون کیدای شي ناڅاپي بدلون یا ورو بدلون وي.
5. دا کولی شي د متغیر، څو پرتونو، څو برخو مرکبونو او خورا پتلی پرتونو سره د متغیر اجزاو سره وده وکړي.
6. د Epitaxial وده د موادو د خټکي نقطې څخه په ټیټه تودوخه کې ترسره کیدی شي، د ودې کچه د کنټرول وړ وي، او د اټومي کچې ضخامت epitaxial وده ترلاسه کیدی شي.
7. دا کولی شي واحد کرسټال مواد وده وکړي چې نشي ایستل کیدی، لکه GaN، د دریم او څلور اړخیز مرکبونو واحد کرسټال پرتونه، او داسې نور.