Эпитаксиаль вафер исеменең килеп чыгышы
Башта, кечкенә концепцияне популярлаштырыйк: вафер әзерләү ике төп сылтаманы үз эченә ала: субстрат әзерләү һәм эпитаксиаль процесс. Субстрат - ярымүткәргеч бер кристалл материалдан эшләнгән вафер. Субстрат ярымүткәргеч җайланмалар җитештерү өчен вафер җитештерү процессына турыдан-туры керә ала, яки эпитаксиаль ваферлар чыгару өчен эпитаксиаль процесслар белән эшкәртелә ала. Эпитакси бер кристалл субстратында яңа кристалл катламын үстерү процессын аңлата, кисү, тарту, бизәү һ.б. белән эшкәртелгән. Яңа бер кристалл субстрат белән бер үк материал булырга мөмкин, яисә ул булырга мөмкин төрле материал (бертөрле) эпитакси яки гетероепитакси). Яңа кристалл катламы субстратның кристалл фазасы буенча сузыла һәм үсә, ул эпитаксиаль катлам дип атала (калынлыгы гадәттә берничә микрон, кремнийны мисал итеп ала: кремний эпитаксиаль үсешнең мәгънәсе кремнийда билгеле бер кристалл ориентациясе булган кристалл субстрат, яхшы такталар структурасы бөтенлеге һәм төрле каршылык һәм калынлык субстрат үскән кебек үк кристалл катламы), һәм эпитаксиаль катлам белән субстрат ан дип атала. эпитаксиаль вафер (эпитаксиаль вафер = эпитаксиаль катлам + субстрат). Deviceайланма эпитаксиаль катламда ясалганда, ул уңай эпитакси дип атала. Әгәр дә җайланма субстратта ясалган булса, ул кире эпитакси дип атала. Бу вакытта эпитаксиаль катлам ярдәмче роль уйный.
Чистартылган вафин
Эпитаксиаль үсеш ысуллары
Молекуляр нур эпитаксы (MBE): ул ярымүткәргеч эпитаксиаль үсеш технологиясе, ультра югары вакуум шартларында башкарыла. Бу техникада чыганак материал атом яки молекулалар нуры рәвешендә парга әйләнәләр, аннары кристалл субстратка урнаштырыла. MBE - бик төгәл һәм контрольдә тотыла торган ярымүткәргеч нечкә кино үсеш технологиясе, ул атом дәрәҗәсендә урнаштырылган материал калынлыгын төгәл контрольдә тота ала.
Металл органик CVD (MOCVD): MOCVD процессында кирәкле элементларны үз эченә алган органик металл һәм гидрид газы субстратка тиешле температурада китерелә, кирәкле ярымүткәргеч материал чыгару өчен химик реакция кичерә һәм субстратка урнаштырыла. калган кушылмалар һәм реакция продуктлары чыгарыла.
Пар фаз эпитаксы (VPE): Пар фаз эпитаксы - ярымүткәргеч җайланмалар җитештерүдә еш кулланыла торган мөһим технология. Төп принцип - элемент матдәләренең яки кушылмаларның парларын ташучы газга ташу, һәм химик реакцияләр аша кристаллларны субстратка салу.
Эпитакси процесс нинди проблемаларны чишә?
Төрле ярымүткәргеч җайланмалар җитештерүнең үсә барган ихтыяҗларын күпчелек бер кристалл материаллар гына канәгатьләндерә алмый. Шуңа күрә, эпитаксиаль үсеш, нечкә катламлы бер кристалл материал үсеш технологиясе 1959 азагында эшләнде. Димәк, эпитакс технологиясе материаллар үсешенә нинди өлеш кертә?
Кремний өчен, кремний эпитаксиаль үсеш технологиясе башлангач, кремнийның югары ешлыклы һәм югары көчле транзистор җитештерү өчен чыннан да авыр вакыт иде. Транзистор принциплары күзлегеннән караганда, югары ешлык һәм югары көч алу өчен, коллектор өлкәсенең өзелү көчәнеше югары булырга һәм серия каршылыгы кечкенә булырга тиеш, ягъни туендыру көчәнеше төшүе кечкенә булырга тиеш. Беренчесе җыю мәйданындагы материалның каршылыгы югары булырга тиеш, соңгысы җыю өлкәсендәге материалның каршылыгы түбән булырга тиеш. Ике провинция бер-берсенә каршы килә. Әгәр дә коллектор өлкәсендәге материалның калынлыгы серия каршылыгын киметү өчен киметелсә, кремний вафаты эшкәртү өчен бик нечкә һәм нечкә булыр. Әгәр материалның каршылыгы кимсә, ул беренче таләпкә каршы киләчәк. Ләкин эпитаксиаль технологияне үстерү уңышлы булды. бу кыенлыкны чиште.
Чишелеш: Бик түбән каршылыклы субстратта югары каршылыклы эпитаксиаль катлам үстерегез, һәм җайланманы эпитаксиаль катламда ясагыз. Бу югары каршылыклы эпитаксиаль катлам трубаның югары ватылу көчәнешен тәэмин итә, ә түбән каршылыклы субстрат Бу шулай ук субстратның каршылыгын киметә, шуның белән туену көчәнешенең төшүен киметә, шуның белән икесенең каршылыгын чишә.
Моннан тыш, пар фазасы эпитаксы һәм GaAs һәм III III-V, II-VI һәм башка молекуляр кушылма ярымүткәргеч материаллары кебек эпитакси технологияләр дә бик нык эшләнде һәм күпчелек микродулкынлы җайланмалар, оптоэлектрон җайланмалар, көч өчен нигез булды. Бу җайланмалар җитештерү өчен алыштыргысыз процесс технологиясе, аеруча молекуляр нур һәм металл органик пар фазасы эпитакс технологиясен нечкә катламнарда, суперлатицаларда, квант скважиналарында уңышлы куллану, ярымүткәргеч тикшеренүләрдә яңа адым булган атом дәрәҗәсендәге нечкә катлам эпитакси. Бу өлкәдә "энергия каешы инженериясе" үсеше ныклы нигез салды.
Практик кулланмаларда киң үткәргеч ярымүткәргеч җайланмалар һәрвакыт диярлек эпитаксиаль катламда ясала, һәм кремний карбид ваферы үзе субстрат булып хезмәт итә. Шуңа күрә, эпитаксиаль катлам белән идарә итү киң үткәргеч ярымүткәргеч индустриясенең мөһим өлеше булып тора.
Эпитакс технологиясендә 7 төп осталык
1. Highгары (түбән) каршылык эпитаксиаль катламнары эпитаксиаль рәвештә түбән (югары) каршылык субстратларында үстерелергә мөмкин.
2. N (P) тибындагы эпитаксиаль катлам P (N) тибындагы субстратта эпитаксиаль рәвештә PN кушылмасын формалаштырырга мөмкин. Бер кристалл субстратта PN кушылмасы ясау өчен диффузия ысулын кулланганда компенсация проблемасы юк.
3. Маска технологиясе белән берлектә, сайлап алынган эпитаксиаль үсеш билгеләнгән өлкәләрдә башкарыла, интеграль схемалар һәм махсус структуралар булган җайланмалар җитештерү өчен шартлар тудыра.
4. Допингның төре һәм концентрациясе эпитаксиаль үсеш процессындагы ихтыяҗларга карап үзгәртелергә мөмкин. Концентрациянең үзгәрүе кинәт үзгәрү яки әкрен үзгәрү булырга мөмкин.
5. Ул гетероген, күп катламлы, күп компонентлы кушылмаларны һәм үзгәрүчән компонентлар белән ультра-нечкә катламнарны үстерә ала.
6. Эпитаксиаль үсеш материалның эрү ноктасыннан түбән температурада башкарылырга мөмкин, үсеш темплары контрольдә тотыла, һәм атом дәрәҗәсендәге калынлыкның эпитаксиаль үсешенә ирешеп була.
7. Ул тартып булмый торган бер кристалл материалны үстерә ала, мәсәлән, GaN, өченче һәм дүртенче кушылмаларның бер кристалл катламнары һ.б.
Пост вакыты: 13-2024 май