ווי טאָן עפּיטאַקסיאַל לייַערס העלפֿן סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס?

דער אָנהייב פון די נאָמען עפּיטאַקסיאַל ווייפער

ערשטער, לאָזן ס פּאָפּולערייז אַ קליין באַגריף: ווייפער צוגרייטונג כולל צוויי הויפּט פֿאַרבינדונגען: סאַבסטרייט צוגרייטונג און עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס. די סאַבסטרייט איז אַ ווייפער געמאכט פון סעמיקאַנדאַקטער איין קריסטאַל מאַטעריאַל. די סאַבסטרייט קענען גלייך אַרייַן די ווייפער מאַנופאַקטורינג פּראָצעס צו פּראָדוצירן סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס, אָדער עס קענען זיין פּראַסעסט דורך עפּיטאַקסיאַל פּראַסעסאַז צו פּראָדוצירן עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. עפּיטאַקסי רעפערס צו דער פּראָצעס פון גראָוינג אַ נייַ פּלאַסט פון איין קריסטאַל אויף אַ איין קריסטאַל סאַבסטרייט וואָס איז קערפאַלי פּראַסעסט דורך קאַטינג, גרינדינג, פּאַלישינג, אאז"ו ו. אַנדערש מאַטעריאַל (כאָומאַדזשיניאַס) עפּיטאַקסי אָדער העטעראָפּיטאַקסי). ווייַל די נייַע איין קריסטאַל שיכטע יקסטענדז און וואקסט לויט די קריסטאַל פאַסע פון ​​די סאַבסטרייט, עס איז גערופן אַן עפּיטאַקסיאַל שיכטע (די גרעב איז יוזשאַוואַלי אַ ביסל מייקראַנז, גענומען סיליציום ווי אַ בייַשפּיל: די טייַטש פון סיליציום עפּיטאַקסיאַל וווּקס איז אויף אַ סיליציום איין. קריסטאַל סאַבסטרייט מיט אַ זיכער קריסטאַל אָריענטירונג א שיכטע פון ​​קריסטאַל מיט גוט לאַטאַס סטרוקטור אָרנטלעכקייַט און פאַרשידענע רעסיסטיוויטי און גרעב קריסטאַל אָריענטירונג ווי די סאַבסטרייט איז דערוואַקסן), און די סאַבסטרייט מיט די עפּיטאַקסיאַל שיכטע איז גערופן אַן עפּיטאַקסיאַל ווייפער (עפּיטאַקסיאַל ווייפער = עפּיטאַקסיאַל שיכטע + סאַבסטרייט). ווען די מיטל איז געמאכט אויף די עפּיטאַקסיאַל שיכטע, עס איז גערופן positive עפּיטאַקסי. אויב די מיטל איז געמאכט אויף די סאַבסטרייט, עס איז גערופֿן פאַרקערט עפּיטאַקסי. אין דעם צייַט, די עפּיטאַקסיאַל שיכטע בלויז פיעסעס אַ סופּפּאָרטינג ראָלע.

פּאַלישט ווייפער

עפּיטאַקסיאַל גראָוט מעטהאָדס

מאָלעקולאַר שטראַל עפּיטאַקסי (MBE): עס איז אַ סעמיקאַנדאַקטער עפּיטאַקסיאַל גראָוט טעכנאָלאָגיע געטאן אונטער הינטער-הויך וואַקוום טנאָים. אין דעם טעכניק, מקור מאַטעריאַל איז יוואַפּערייטיד אין די פאָרעם פון אַ שטראַל פון אַטאָמס אָדער מאַלאַקיולז און דעמאָלט דאַפּאַזיטיד אויף אַ קריסטאַליין סאַבסטרייט. MBE איז אַ זייער גענוי און קאַנטראָולאַבאַל סעמיקאַנדאַקטער דין פילם גראָוט טעכנאָלאָגיע וואָס קענען פּונקט קאָנטראָלירן די גרעב פון דיפּאַזאַטאַד מאַטעריאַל אויף די אַטאָמישע מדרגה.
מעטאַל אָרגאַניק קווד (MOCVD): אין די MOCVD פּראָצעס, אָרגאַניק מעטאַל און כיידריד גאַז ען גאַז מיט די פארלאנגט עלעמענטן זענען סאַפּלייד צו די סאַבסטרייט אין אַ צונעמען טעמפּעראַטור, אַנדערגאָו אַ כעמישער רעאַקציע צו דזשענערייט די פארלאנגט סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַל און זענען דאַפּאַזיטיד אויף די סאַבסטרייט. אויף, בשעת די רוען קאַמפּאַונדז און אָפּרוף פּראָדוקטן זענען דיסטשאַרדזשד.
פארע פאַסע עפּיטאַקסי (VPE): פארע פאַסע עפּיטאַקסי איז אַ וויכטיק טעכנאָלאָגיע קאַמאַנלי געניצט אין דער פּראָדוקציע פון ​​סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס. דער גרונט פּרינציפּ איז צו אַריבערפירן די פארע פון ​​עלעמענטאַל סאַבסטאַנסיז אָדער קאַמפּאַונדז אין אַ טרעגער גאַז, און אַוועקלייגן קריסטאַלז אויף די סאַבסטרייט דורך כעמיש ריאַקשאַנז.

וואָס פּראָבלעמס טוט די עפּיטאַקסי פּראָצעס סאָלווע?

בלויז פאַרנעם איין קריסטאַל מאַטעריאַלס קענען נישט טרעפן די גראָוינג באדערפענישן פון מאַנופאַקטורינג פאַרשידן סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס. דעריבער, עפּיטאַקסיאַל גראָוט, אַ דין-שיכטע איין קריסטאַל מאַטעריאַל גראָוט טעכנאָלאָגיע, איז דעוועלאָפּעד אין די סוף פון 1959. אַזוי וואָס ספּעציפיש צושטייַער טוט עפּיטאַקסי טעכנאָלאָגיע האָבן צו די העכערונג פון מאַטעריאַלס?

פֿאַר סיליציום, ווען סיליציום עפּיטאַקסיאַל גראָוט טעכנאָלאָגיע אנגעהויבן, עס איז געווען טאַקע אַ שווער צייט פֿאַר די פּראָדוקציע פון ​​סיליציום הויך-אָפטקייַט און הויך-מאַכט טראַנזיסטערז. פֿון דער פּערספּעקטיוו פון טראַנזיסטאָר פּרינסאַפּאַלז, צו באַקומען הויך אָפטקייַט און הויך מאַכט, די ברייקדאַון וואָולטידזש פון די קאַלעקטער געגנט מוזן זיין הויך און די סעריע קעגנשטעל מוזן זיין קליין, דאָס איז, די זעטיקונג וואָולטידזש קאַפּ מוזן זיין קליין. די ערשטע ריקווייערז אַז די רעסיסטיוויטי פון די מאַטעריאַל אין די קאַלעקטינג געגנט זאָל זיין הויך, בשעת די לעצטע ריקווייערז אַז די רעסיסטיוויטי פון די מאַטעריאַל אין די קאַלעקטינג געגנט זאָל זיין נידעריק. די צוויי פראווינצן זענען קאַנטראַדיקטערי צו יעדער אנדערער. אויב די גרעב פון די מאַטעריאַל אין די קאַלעקטער געגנט איז רידוסט צו רעדוצירן די סעריע קעגנשטעל, די סיליציום ווייפער וועט זיין צו דין און שוואַך צו זיין פּראַסעסט. אויב די רעסיסטיוויטי פון דעם מאַטעריאַל איז רידוסט, עס וועט סויסער די ערשטער פאָדערונג. אָבער, די אַנטוויקלונג פון עפּיטאַקסיאַל טעכנאָלאָגיע איז געווען געראָטן. סאַלווד די שוועריקייט.

לייזונג: וואַקסן אַ הויך-ריזיסטיוויטי עפּיטאַקסיאַל שיכטע אויף אַ גאָר נידעריק-קעגנשטעליק סאַבסטרייט און מאַכן די מיטל אויף די עפּיטאַקסיאַל שיכטע. דעם הויך-ריזיסטיוויטי עפּיטאַקסיאַל שיכטע ינשורז אַז די רער האט אַ הויך ברייקדאַון וואָולטידזש, בשעת די נידעריק-קעגנשטעל סאַבסטרייט עס אויך ראַדוסאַז די קעגנשטעל פון די סאַבסטרייט, דערמיט רידוסינג די זעטיקונג וואָולטידזש קאַפּ, דערמיט ריזאַלווינג די סטירע צווישן די צוויי.

אין אַדישאַן, עפּיטאַקסי טעקנאַלאַדזשיז אַזאַ ווי פארע פאַסע עפּיטאַקסי און פליסיק פאַסע עפּיטאַקסי פון גאַאַס און אנדערע III-V, II-VI און אנדערע מאָלעקולאַר קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס זענען אויך זייער דעוועלאָפּעד און האָבן ווערן די יקער פֿאַר רובֿ מייקראַווייוו דעוויסעס, אָפּטאָעלעקטראָניק דעוויסעס, מאַכט. עס איז אַ ינדיספּענסאַבאַל פּראָצעס טעכנאָלאָגיע פֿאַר די פּראָדוקציע פון ​​דעוויסעס, ספּעציעל די געראָטן אַפּלאַקיישאַן פון מאָלעקולאַר שטראַל און מעטאַל אָרגאַניק פארע פאַסע עפּיטאַקסי טעכנאָלאָגיע אין דין לייַערס, סופּערלאַטטיקס, קוואַנטום וועלז, סטריינד סופּערלאַטאַסאַז און אַטאָמישע-מדרגה דין-שיכטע עפּיטאַקסיע, וואָס איז אַ נייַע שריט אין סעמיקאַנדאַקטער פאָרשונג. די אַנטוויקלונג פון "ענערגיע גאַרטל ינזשעניעריע" אין דעם פעלד האט געלייגט אַ האַרט יסוד.

אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז, ברייט באַנדגאַפּ סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס זענען כּמעט שטענדיק געמאכט אויף די עפּיטאַקסיאַל שיכטע, און די סיליציום קאַרבידע ווייפער זיך בלויז סערוועס ווי די סאַבסטרייט. דעריבער, די קאָנטראָל פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע איז אַ וויכטיק טייל פון די ברייט באַנדגאַפּ סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע.

7 הויפּט סקילז אין עפּיטאַקסי טעכנאָלאָגיע

1. הויך (נידעריק) קעגנשטעל עפּיטאַקסיאַל לייַערס קענען זיין עפּיטאַקסיאַל דערוואַקסן אויף נידעריק (הויך) קעגנשטעל סאַבסטרייץ.
2. די ען (פּ) טיפּ עפּיטאַקסיאַל שיכטע קענען זיין עפּיטאַקסיאַל דערוואַקסן אויף די פּ (ען) טיפּ סאַבסטרייט צו פאָרעם אַ פּן קנופּ גלייַך. עס איז קיין פאַרגיטיקונג פּראָבלעם ווען ניצן די דיפיוזשאַן אופֿן צו מאַכן אַ פּן קנופּ אויף אַ איין קריסטאַל סאַבסטרייט.
3. קאַמביינד מיט מאַסקע טעכנאָלאָגיע, סעלעקטיוו עפּיטאַקסיאַל גראָוט איז געטאן אין דעזיגנייטיד געביטן, קריייטינג טנאָים פֿאַר די פּראָדוקציע פון ​​ינאַגרייטיד סערקאַץ און דעוויסעס מיט ספּעציעל סטראַקטשערז.
4. דער טיפּ און קאַנסאַנטריישאַן פון דאָפּינג קענען זיין פארענדערט לויט צו דאַרף בעשאַס די עפּיטאַקסיאַל גראָוט פּראָצעס. דער ענדערונג אין קאַנסאַנטריישאַן קענען זיין אַ פּלוצעמדיק ענדערונג אָדער אַ פּאַמעלעך ענדערונג.
5. עס קענען וואַקסן העטעראַדזשיניאַס, מאַלטי-לייערד, מאַלטי-קאָמפּאָנענט קאַמפּאַונדז און הינטער-דין לייַערס מיט בייַטעוודיק קאַמפּאָונאַנץ.
6. עפּיטאַקסיאַל וווּקס קענען זיין דורכגעקאָכט אין אַ טעמפּעראַטור נידעריקער ווי די מעלטינג פונט פון די מאַטעריאַל, די גראָוט קורס איז קאַנטראָולאַבאַל, און עפּיטאַקסיאַל גראָוט פון אַטאָמישע מדרגה גרעב קענען זיין אַטשיווד.
7. עס קענען וואַקסן איין קריסטאַל מאַטעריאַלס וואָס קענען ניט זיין פּולד, אַזאַ ווי GaN, איין קריסטאַל לייַערס פון טערשערי און קוואַרטעראַרי קאַמפּאַונדז, אאז"ו ו.