Epitaxial قەۋىتى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرگە قانداق ياردەم بېرىدۇ؟

Epitaxial wafer دېگەن ئىسىمنىڭ كېلىپ چىقىشى

ئالدى بىلەن ، بىر كىچىك ئۇقۇمنى ئومۇملاشتۇرايلى: ۋافېر تەييارلاش ئىككى چوڭ ئۇلىنىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: ئاستىرتتىن تەييارلىق ۋە تۇتقاقلىق جەريانى. تارماق بالا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يەككە خرۇستال ماتېرىيالدىن ياسالغان ۋافېر. تارماق بالا بىۋاسىتە ۋافېر ئىشلەپچىقىرىش جەريانىغا كىرىپ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ ياكى ئۇنى تۇتقاقلىق جەريانلىرى ئارقىلىق بىر تەرەپ قىلىپ ، تۇتقاقلىق ۋافېر ھاسىل قىلالايدۇ. Epitaxy دېگىنىمىز ، بىر خرۇستال يەر ئاستى قەۋىتىدە يېڭى بىر قەۋەت خرۇستالنىڭ ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىنى كۆرسىتىدۇ ، ئۇ كېسىش ، ئۇۋىلاش ، سىلىقلاش قاتارلىق ئۇسۇللار بىلەن ئىنچىكە پىششىقلاپ ئىشلىنىدۇ. ئوخشىمىغان ماتېرىيال (ئوخشاش) تۇتقاقلىق كېسىلى ياكى گېروپوتاكسىيىسى). يېڭى يەككە خرۇستال قەۋەت ئاستىرتۇسنىڭ خرۇستال باسقۇچىغا ئاساسەن كېڭىيىدۇ ۋە ئۆسىدۇ ، ئۇ ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەت دەپ ئاتىلىدۇ (قېلىنلىقى ئادەتتە بىر نەچچە مىكروون بولىدۇ ، كرېمنىينى مىسالغا ئالايلى: كرېمنىي ئېپىتاكسىيىسىنىڭ ئۆسۈشىنىڭ مەنىسى كرېمنىي يەككە ھالەتتە. مەلۇم خرۇستال يۆنىلىشلىك خرۇستال ئاستى قەۋىتى ياخشى رېشاتكا قۇرۇلمىسىنىڭ مۇكەممەللىكى ۋە ئوخشىمىغان قارشىلىق كۈچى ۋە قېلىنلىقى ئوخشاش بولمىغان خرۇستال يۆنىلىشكە ئىگە خرۇستال ئاستى قەۋىتى بولۇپ ، ئېپىتاكسىيىلىك قەۋىتى بار تارماق بالا دەپ ئاتىلىدۇ. epitaxial wafer (epitaxial wafer = epitaxial layer + substrate). بۇ ئۈسكۈنە تۇتقاقلىق قەۋىتىدە ياسالغاندا ، ئۇ ئاكتىپ تۇتقاقلىق دەپ ئاتىلىدۇ. ئەگەر بۇ ئۈسكۈنە ئاستى تەرەپتە ياسالغان بولسا ، ئۇ تەتۈر ئېپتىكا دەپ ئاتىلىدۇ. بۇ ۋاقىتتا ، تۇتقاقلىق قەۋىتى پەقەت يۆلەش رولىنى ئوينايدۇ.

سىلىقلانغان ۋافېر

Epitaxial ئۆسۈش ئۇسۇللىرى

مولېكۇلا نۇرلۇق تۇتقاقلىق كېسىلى (MBE): ئۇ ئۇلترا يۇقىرى ۋاكۇئۇم شارائىتىدا ئېلىپ بېرىلغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئېپىتاكسىيىلىك ئۆسۈش تېخنىكىسى. بۇ تېخنىكىدا مەنبە ماتېرىيال ئاتوم ياكى مولېكۇلانىڭ دەستىسى شەكلىدە پارغا ئايلىنىپ ، ئاندىن كىرىستال ئاستى ئاستىغا قويۇلدى. MBE ئىنتايىن ئېنىق ۋە كونترول قىلغىلى بولىدىغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ نېپىز پەردە ئۆسۈش تېخنىكىسى بولۇپ ، ئاتوم سەۋىيىسىدىكى ئامانەت قويۇلغان ماتېرىياللارنىڭ قېلىنلىقىنى ئېنىق كونترول قىلالايدۇ.
مېتال ئورگانىك CVD (MOCVD): MOCVD جەريانىدا ، كېرەكلىك ئېلېمېنتلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئورگانىك مېتال ۋە گىدرىد گازى N گازى مۇۋاپىق تېمپېراتۇرىدا يەر ئاستى سۈيىگە تەمىنلىنىدۇ ، خىمىيىلىك رېئاكسىيەدىن ئۆتۈپ ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال ھاسىل قىلىدۇ ھەمدە ئاستىغا قويۇلىدۇ. ئۈستىدە ، قالغان بىرىكمىلەر ۋە ئىنكاس مەھسۇلاتلىرى قويۇپ بېرىلىدۇ.
ھور فازا تۇتقاقلىقى (VPE): ھور فازا تۇتقاقلىقى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشتا كۆپ ئىشلىتىلىدىغان مۇھىم تېخنىكا. ئاساسلىق پرىنسىپ توشۇغۇچى گازىدىكى ئېلېمېنتلىق ماددىلارنىڭ ياكى بىرىكمىلەرنىڭ ھورلىرىنى توشۇش ، خىمىيىۋى رېئاكسىيە ئارقىلىق كىرىستالنى يەر ئاستىغا قويۇپ بېرىش.

يۇقۇملىنىش جەريانى قايسى مەسىلىلەرنى ھەل قىلىدۇ؟

پەقەت كۆپ مىقداردىكى يەككە كىرىستال ماتېرىياللار ھەر خىل يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىش ئېھتىياجىنى قاندۇرالمايدۇ. شۇڭلاشقا ، تۇتقاقلىق ئۆسۈشى ، نېپىز قەۋەتلىك يەككە خرۇستال ماتېرىيالنىڭ ئۆسۈش تېخنىكىسى 1959-يىلىنىڭ ئاخىرىدا بارلىققا كەلگەن. ئۇنداقتا يۇقۇملىنىش تېخنىكىسىنىڭ ماتېرىياللارنىڭ تەرەققىياتىغا قانداق ئالاھىدە تۆھپىسى بار؟

كرېمنىيغا نىسبەتەن ، كرېمنىينىڭ ئېپتاكسىيىلىك ئۆسۈش تېخنىكىسى باشلانغاندىن كېيىن ، كرېمنىينىڭ يۇقىرى چاستوتىلىق ۋە يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ترانسېنىتسور ئىشلەپچىقىرىش ھەقىقەتەن قىيىن بىر ۋاقىت ئىدى. ترانسېنىستور پرىنسىپى نۇقتىسىدىن ئېيتقاندا ، يۇقىرى چاستوتا ۋە يۇقىرى قۇۋۋەتكە ئېرىشىش ئۈچۈن ، يىغىپ ساقلاش رايونىنىڭ بۇزۇلۇش بېسىمى چوقۇم يۇقىرى بولۇشى ھەمدە يۈرۈشلۈك قارشىلىق كۈچى چوقۇم كىچىك بولۇشى كېرەك ، يەنى تويۇنۇش بېسىمىنىڭ تۆۋەنلىشى چوقۇم كىچىك بولۇشى كېرەك. ئالدىنقىسى يىغىش رايونىدىكى ماتېرىياللارنىڭ قارشىلىق كۈچىنىڭ يۇقىرى بولۇشىنى تەلەپ قىلىدۇ ، كېيىنكىسى بولسا يىغىش رايونىدىكى ماتېرىياللارنىڭ قارشىلىق كۈچىنىڭ تۆۋەن بولۇشىنى تەلەپ قىلىدۇ. ئىككى ئۆلكە بىر-بىرىگە زىت. ئەگەر يىغىپ ساقلاش رايونىدىكى ماتېرىياللارنىڭ قېلىنلىقى تۆۋەنلەپ ، بىر يۈرۈش قارشىلىق كۈچىنى تۆۋەنلەتسە ، كرېمنىيلىق ۋافېر بەك نېپىز ھەم پىششىقلاپ ئىشلەنمەيدۇ. ئەگەر ماتېرىيالنىڭ قارشىلىق كۈچى تۆۋەنلىسە ، ئۇ بىرىنچى تەلەپكە زىت كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، تۇتقاقلىق تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتى مۇۋەپپەقىيەتلىك بولدى. بۇ قىيىنچىلىقنى ھەل قىلدى.

ھەل قىلىش چارىسى: ئىنتايىن تۆۋەن قارشىلىق كۆرسەتكۈچىدە يۇقىرى چىداملىق ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەتنى ئۆستۈرۈڭ ھەمدە ئۈسكۈنىنى ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەتتە ياساپ چىقىڭ. بۇ يۇقىرى چىداملىق ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەت نەيچىنىڭ يۇقىرى پارچىلىنىش بېسىمىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ ، تۆۋەن قارشىلىقلىق تارماق بالا ئۇ يەنە تارماق ئېلېمېنتنىڭ قارشىلىقىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، بۇ ئارقىلىق تويۇنۇش بېسىمىنىڭ تۆۋەنلىشىنى ئازايتىدۇ ، بۇ ئارقىلىق ئىككىسىنىڭ زىددىيىتىنى ھەل قىلىدۇ.

بۇنىڭدىن باشقا ، گاۋنىڭ ھور فازا ئېپىتاكسىيىسى ۋە سۇيۇقلۇق فازىلىق ئېپىزسىيىسى ۋە باشقا III-V ، II-VI ۋە باشقا مولېكۇلا بىرىكمە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللىرى قاتارلىق تارقىلىشچان تېخنىكىلارمۇ زور دەرىجىدە تەرەققىي قىلىپ ، كۆپىنچە مىكرو دولقۇنلۇق ئۈسكۈنىلەر ، ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى ، قۇۋۋەتنىڭ ئاساسى بولۇپ قالدى. ئۇ ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشتا كەم بولسا بولمايدىغان جەريان تېخنىكىسى ، بولۇپمۇ مولېكۇلا نۇر ۋە مېتال ئورگانىك ھور فازا ئېپىتاكىس تېخنىكىسىنى نېپىز قەۋەت ، دەرىجىدىن تاشقىرى رېشاتكا ، كىۋانت قۇدۇقىدا مۇۋەپپەقىيەتلىك قوللىنىش ، جىددىيلەشتۈرۈلگەن دەرىجىدىن تاشقىرى ئادەت ۋە ئاتوم دەرىجىلىك نېپىز قەۋەت تۇتقاقلىق ، بۇ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ تەتقىقاتىدىكى يېڭى بىر قەدەم. بۇ ساھەدىكى «ئېنېرگىيە بەلۋاغ قۇرۇلۇشى» نىڭ تەرەققىياتى پۇختا ئاساس سالدى.

ئەمەلىي قوللىنىشچان پروگراممىلاردا ، كەڭ بەلۋاغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەر دائىم دېگۈدەك ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەتتە ياسالغان بولۇپ ، كرېمنىيلىق كاربون ۋافېرنىڭ ئۆزى پەقەت تارماق بالا رولىنى ئوينايدۇ. شۇڭلاشقا ، تۇتقاقلىق قەۋىتىنى كونترول قىلىش كەڭ بەلۋاغ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كەسپىنىڭ مۇھىم تەركىبىي قىسمى.

تۇتقاقلىق تېخنىكىسىدىكى 7 چوڭ ماھارەت

1. يۇقىرى (تۆۋەن) قارشىلىق ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەتنى تۆۋەن (يۇقىرى) قارشىلىق كۆرسەتكۈچىدە ئۆستۈرگىلى بولىدۇ.
2. تارقاقلاشتۇرۇش ئۇسۇلىنى قوللانغاندا يەككە خرۇستال تارماق لىنىيىدە PN ئۇلىنىشى ھاسىل قىلغاندا تۆلەم مەسىلىسى يوق.
3.
4. دوپپانىڭ تۈرى ۋە قويۇقلۇقى ئېففېكتى ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدىكى ئېھتىياجغا ئاساسەن ئۆزگەرتىلىدۇ. مەركەزلىشىشنىڭ ئۆزگىرىشى تۇيۇقسىز ئۆزگىرىش ياكى ئاستا ئۆزگىرىش بولۇشى مۇمكىن.
5. ئۇ كۆپ خىل ، كۆپ قاتلاملىق ، كۆپ تەركىبلىك بىرىكمىلەر ۋە ئۆزگىرىشچان تەركىبلەر بىلەن دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز قەۋەتلەرنى ئۆستۈرەلەيدۇ.
6. تۇتقاقلىق كېسىلىنىڭ ئۆسۈشى ماتېرىيالنىڭ ئېرىش نۇقتىسىدىن تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا ئېلىپ بېرىلسا ، ئۆسۈش سۈرئىتىنى كونترول قىلغىلى بولىدۇ ، ئاتوم سەۋىيىسىدىكى قېلىنلىقنىڭ تۇتقاقلىق ئۆسۈشىنى ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ.
7. ئۇ تارتقىلى بولمايدىغان يەككە خرۇستال ماتېرىياللارنى ئۆستۈرەلەيدۇ ، مەسىلەن GaN ، ئۈچىنچى ۋە تۆت قاتلاملىق بىرىكمىلەرنىڭ يەككە خرۇستال قەۋىتى قاتارلىقلار.