Cén fáth a dteastaíonn “Ciseal Epitaxial” ó Ghléasanna Leathsheoltóra

Bunús an Ainm “Epitaxial Wafer”

Tá dhá phríomhchéim ag ullmhú wafer: ullmhú substráit agus próiseas epitaxial. Tá an tsubstráit déanta as ábhar criostail aonair leathsheoltóra agus de ghnáth déantar é a phróiseáil chun feistí leathsheoltóra a tháirgeadh. Féadfaidh sé dul faoi phróiseáil epitaxial freisin chun wafer epitaxial a fhoirmiú. Tagraíonn Epitaxy don phróiseas chun ciseal criostail aonair nua a fhás ar fhoshraith criostail aonair a phróiseáiltear go cúramach. Is féidir leis an gcriostal aonair nua a bheith den ábhar céanna leis an tsubstráit (epitaxy aonchineálach) nó le hábhar difriúil (epitaxy ilchineálach). Ós rud é go bhfásann an ciseal criostail nua i ailíniú le treoshuíomh criostail an tsubstráit, tugtar ciseal epitaxial air. Tugtar wafer epitaxial ar an wafer leis an gciseal epitaxial (wafer epitaxial = ciseal epitaxial + substráit). Tugtar “epitaxy ar aghaidh,” ar fheistí atá déanta ar an gciseal epitaxial, agus tugtar “epitaxy droim ar ais,” ar fheistí atá déanta ar an tsubstráit, áit nach bhfreastalaíonn an ciseal epitaxial ach mar thacaíocht.

Epitaxy Aonchineálach agus Ilchineálach

▪Epitaxy aonchineálach:Tá an ciseal epitaxial agus an tsubstráit déanta as an ábhar céanna: m.sh., Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP.

▪Epitaxy Ilchineálach:Tá an ciseal epitaxial agus an tsubstráit déanta as ábhair éagsúla: m.sh., Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC, etc.

Sliseanna snasta

Cad iad na Fadhbanna a Réitíonn Epitaxy?

Ní leor ábhair mhórchriostail amháin chun freastal ar na héilimh atá ag éirí níos casta maidir le déantús gléas leathsheoltóra. Dá bhrí sin, go déanach i 1959, forbraíodh an teicníc fáis tanaí ábhar criostail aonair ar a dtugtar epitaxy. Ach conas a chabhraigh teicneolaíocht epitaxial go sonrach le hábhair a chur chun cinn? Maidir le sileacain, tharla forbairt epitaxy sileacain ag am ríthábhachtach nuair a bhí deacrachtaí suntasacha ag baint le déantús trasraitheoirí sileacain ard-minicíochta, ardchumhachta. Ó thaobh prionsabail an trasraitheora, éilíonn ard-minicíocht agus cumhacht a bhaint amach go mbeidh voltas miondealú an réigiúin bhailitheora ard, agus go mbeadh friotaíocht an tsraith íseal, rud a chiallaíonn gur chóir go mbeadh an voltas saturation beag. Éilíonn an chéad cheann friotachas ard san ábhar bailitheoir, agus éilíonn an dara ceann friotachas íseal, rud a chruthaíonn contrártha. Trí thiús an réigiúin bhailitheora a laghdú chun friotaíocht sraithe a laghdú dhéanfadh an wafer sileacain ró-tanaí agus leochaileach le haghaidh próiseála, agus bheadh ​​​​an friotachas a ísliú i gcoimhlint leis an gcéad riachtanas. D'éirigh le forbairt na teicneolaíochta epitaxial an cheist seo a réiteach. Ba é an réiteach ná ciseal epitaxial ardfhriotaíochta a fhás ar fhoshraith íseal-fhriotaíochta. Tá an gléas déanta ar an gciseal epitaxial, rud a chinntíonn voltas ard miondealaithe an trasraitheora, agus laghdaíonn an tsubstráit íseal-fhriotaíochta an fhriotaíocht bonn agus íslíonn sé an voltas sáithithe, ag réiteach an contrártha idir an dá riachtanas.

Ina theannta sin, tá dul chun cinn suntasach tagtha ar theicneolaíochtaí epitaxial do leathsheoltóirí cumaisc III-V agus II-VI mar GaAs, GaN, agus eile, lena n-áirítear céim ghal agus epitaxy chéim leachta. Tá na teicneolaíochtaí seo riachtanach anois chun go leor feistí micreathonn, optoelectronic agus cumhachta a mhonarú. Go háirithe, cuireadh teicníochtaí mar epitaxy léasa mhóilíneach (MBE) agus sil-leagan gaile ceimiceach miotail-orgánach (MOCVD) i bhfeidhm go rathúil ar shraitheanna tanaí, forlatticí, toibreacha chandamach, sárláití faoi bhrú, agus sraitheanna tanaí epitaxial ar scála adamhach, ag leagan bonn láidir do forbairt réimsí leathsheoltóra nua mar "innealtóireacht banna."

In iarratais phraiticiúla, déantar an chuid is mó de na feistí leathsheoltóra leathanbhearnacha ar shraitheanna epitaxial, agus úsáidtear ábhair mar chomhdhúile sileacain (SiC) mar fhoshraitheanna amháin. Dá bhrí sin, tá rialú an chiseal epitaxial ina fhachtóir ríthábhachtach sa tionscal leathsheoltóra leathan-bandgap.

Teicneolaíocht Epitaxy: Seacht bPríomhghnéithe

1. Is féidir le epitaxy ciseal friotachais ard (nó íseal) a fhás ar fhoshraith friotachais íseal (nó ard).

2. Ceadaíonn Epitaxy fás sraitheanna epitaxial cineál N (nó P) ar fhoshraitheanna cineál P (nó N), ag foirmiú go díreach acomhal PN gan na saincheisteanna cúitimh a thagann chun cinn nuair a úsáidtear idirleathadh chun acomhal PN a chruthú ar fhoshraith criostail amháin.

3. Nuair a dhéantar é a chomhcheangal le teicneolaíocht masc, is féidir fás epitaxial roghnach a dhéanamh i réimsí sonracha, rud a chuireann ar chumas ciorcaid chomhtháite agus feistí le struchtúir speisialta a mhonarú.

4. Ceadaíonn fás epitaxial do rialú cineálacha dópála agus comhchruinnithe, leis an gcumas athruithe tobann nó de réir a chéile a bhaint amach i dtiúchan.

5. Is féidir le epitaxy comhdhúile ilchineálacha, ilchisealacha, il-chomhpháirteacha a fhás le comhdhéanamh athraitheach, lena n-áirítear sraitheanna ultra-tanaí.

6. Is féidir le fás epitaxial tarlú ag teochtaí faoi bhun leáphointe an ábhair, le ráta fáis inrialaithe, ag ligean do chruinneas leibhéal adamhach i dtiús ciseal.

7. Cuireann Epitaxy ar chumas sraitheanna criostail aonair d'ábhair a fhás nach féidir a tharraingt isteach i gcriostal, mar shampla GaN agus leathsheoltóirí cumaisc thrínártha/cheatharthacha.

Sraitheanna Eipiteaacsacha Éagsúla agus Próisis Eipidaxialacha

Go hachomair, cuireann sraitheanna epitaxial struchtúr criostail níos éasca rialaithe agus foirfe ná foshraitheanna mórchóir, atá tairbheach d'fhorbairt ábhair chun cinn.