Tùs an ainm wafer epitaxial
An toiseach, leig dhuinn bun-bheachd bheag a dhèanamh mòr-chòrdte: tha dà phrìomh cheangal ann an ullachadh uaifearan: ullachadh fo-strat agus pròiseas epitaxial. Is e uaifearan a th’ anns an fho-strat air a dhèanamh de stuth criostail singilte leth-chonnsachaidh. Faodaidh an fo-strat a dhol a-steach gu dìreach don phròiseas saothrachaidh uaifearan gus innealan leth-chonnsachaidh a dhèanamh, no faodar a phròiseasadh le pròiseasan epitaxial gus uaifearan epitaxial a dhèanamh. Tha epitaxy a’ toirt iomradh air a’ phròiseas far a bheil sreath ùr de chriostal singilte a’ fàs air fo-strat criostail singilte a chaidh a phròiseasadh gu faiceallach le bhith a’ gearradh, a’ bleith, a’ snasadh, msaa. Faodaidh an criostal singilte ùr a bhith den aon stuth ris an fho-strat, no faodaidh e a bhith na stuth eadar-dhealaichte (aonghnèitheach (epitaxy no heteroepitaxy). Leis gu bheil an sreath criostail singilte ùr a’ leudachadh agus a’ fàs a rèir ìre criostail an t-substrate, canar sreath epitaxial ris (mar as trice bidh an tighead beagan mhicro-nan, a’ gabhail silicon mar eisimpleir: tha fàs epitaxial silicon a’ ciallachadh gu bheil e air substrate criostail singilte silicon le treòrachadh criostail sònraichte. Tha sreath de chriostal le deagh ionracas structar lattice agus diofar strì an aghaidh agus tighead leis an aon treòrachadh criostail ris an t-substrate air fhàs), agus canar wafer epitaxial ris an t-substrate leis an t-sreath epitaxial (wafer epitaxial = sreath epitaxial + substrate). Nuair a thèid an inneal a dhèanamh air an t-sreath epitaxial, canar epitaxy deimhinneach ris. Ma thèid an inneal a dhèanamh air an t-substrate, canar epitaxy cùil ris. Aig an àm seo, chan eil an sreath epitaxial a’ cluich ach pàirt taiceil.
Uabhar snasta
Modhan fàis epitaxial
Eipitaxis beam moileciuil (MBE): 'S e teicneòlas fàis epitaxial leth-chonnsachaidh a th' ann a thèid a dhèanamh fo chumhachan falamh fìor àrd. Anns an dòigh seo, thèid stuth tùsail a ghalachadh ann an cruth beam de dadaman no moileciuilean agus an uairsin a thasgadh air fo-strat criostalach. Tha MBE na theicneòlas fàis film tana leth-chonnsachaidh gu math mionaideach agus a ghabhas smachdachadh as urrainn smachd a chumail gu mionaideach air tiughas stuth a chaidh a thasgadh aig an ìre atamach.
CVD meatailt organach (MOCVD): Anns a’ phròiseas MOCVD, thèid meatailt organach agus gas haidrid N2 anns a bheil na h-eileamaidean riatanach a thoirt don t-substrate aig teòthachd iomchaidh, bidh iad a’ dol tro ath-bhualadh ceimigeach gus an stuth leth-chonnsachaidh riatanach a chruthachadh, agus thèid an tasgadh air an t-substrate, agus thèid na todhar agus na toraidhean ath-bhualadh a tha air fhàgail a leigeil ma sgaoil.
Epitaxy ìre smùide (VPE): Tha epitaxy ìre smùide na theicneòlas cudromach a thathas a’ cleachdadh gu cumanta ann an cinneasachadh innealan leth-chonnsachaidh. Is e am prionnsapal bunaiteach ceò stuthan no choimeasgaidhean eileamaideach a ghiùlan ann an gas giùlain, agus criostalan a thasgadh air an t-substrate tro ath-bheachdan ceimigeach.
Dè na duilgheadasan a bhios am pròiseas epitaxy a’ fuasgladh?
Chan urrainn ach stuthan criostail singilte mòr-chuid coinneachadh ri feumalachdan a tha a’ sìor fhàs ann a bhith a’ saothrachadh diofar innealan leth-chonnsachaidh. Mar sin, chaidh fàs epitaxial, teicneòlas fàis stuth criostail singilte sreath tana, a leasachadh aig deireadh 1959. Mar sin dè an tabhartas sònraichte a th’ aig teicneòlas epitaxy ri adhartas stuthan?
A thaobh silicon, nuair a thòisich teicneòlas fàis epitaxial silicon, b’ e àm duilich a bh’ ann airson cinneasachadh transistors àrd-tricead agus àrd-chumhachd silicon. Bho shealladh phrionnsabalan transistors, gus tricead àrd agus cumhachd àrd fhaighinn, feumaidh bholtaids briseadh sìos raon an t-sluaigh a bhith àrd agus feumaidh an aghaidh sreath a bhith beag, is e sin, feumaidh an tuiteam bholtaids sàthaidh a bhith beag. Tha a’ chiad fhear ag iarraidh gum bi aghaidh an stuth anns an raon cruinneachaidh àrd, agus tha an tè mu dheireadh ag iarraidh gum bi aghaidh an stuth anns an raon cruinneachaidh ìosal. Tha an dà roinn seo an aghaidh a chèile. Ma thèid tiugh an stuth anns an raon cruinneachaidh a lughdachadh gus an aghaidh sreath a lughdachadh, bidh an uaimh silicon ro thana agus brisg airson a phròiseasadh. Ma thèid aghaidh an stuth a lughdachadh, bidh e an aghaidh a’ chiad riatanas. Ach, tha leasachadh teicneòlas epitaxial air a bhith soirbheachail ann a bhith a’ fuasgladh na duilgheadas seo.
Fuasgladh: Fàs sreath epitaxial àrd-fhrith-sheasmhachd air fo-strat le glè bheag de fhrith-sheasmhachd, agus dèan an inneal air an t-sreath epitaxial. Nì an sreath epitaxial àrd-fhrith-sheasmhachd seo cinnteach gu bheil bholtaids briseadh-sìos àrd aig an tiùb, agus aig an aon àm bidh an fo-strat ìosal-fhrith-sheasmhachd cuideachd a’ lughdachadh strì an fho-strat, agus mar sin a’ lughdachadh an tuiteam bholtaids sàthaidh, agus mar sin a’ fuasgladh an eas-aonta eadar an dà rud.
A bharrachd air an sin, chaidh teicneòlasan epitaxy leithid epitaxy ìre smùide agus epitaxy ìre leaghaidh de GaAs agus III-V, II-VI agus stuthan leth-chonnsachaidh moileciuil eile a leasachadh gu mòr cuideachd agus tha iad air a bhith nam bunait airson a’ mhòr-chuid de dh’ innealan microwave, innealan optoelectronic, cumhachd. Tha e na theicneòlas pròiseas riatanach airson cinneasachadh innealan, gu sònraichte cleachdadh soirbheachail teicneòlas epitaxy ìre smùide beam moileciuil agus meatailt organach ann an sreathan tana, superlattices, tobraichean cuantamach, superlattices deformed, agus epitaxy sreath tana aig ìre atamach, a tha na cheum ùr ann an rannsachadh leth-chonnsachaidh. Tha leasachadh “innleadaireachd crios lùtha” san raon air bunait làidir a chuir sìos.
Ann an cleachdaidhean practaigeach, bidh innealan leth-chonnsachaidh le beàrn-bann farsaing cha mhòr an-còmhnaidh air an dèanamh air an t-sreath epitaxial, agus chan eil an uabhar silicon carbide fhèin ag obair ach mar an t-substrate. Mar sin, tha smachd air an t-sreath epitaxial na phàirt chudromach de ghnìomhachas leth-chonnsachaidh le beàrn-bann farsaing.
7 prìomh sgilean ann an teicneòlas epitaxy
1. Faodar sreathan epitaxial le strì an aghaidh àrd (ìosal) fhàs gu epitaxial air fo-stratan le strì an aghaidh ìosal (àrd).
2. Faodar an sreath epitaxial de sheòrsa N (P) fhàs gu epitaxial air an t-substrate de sheòrsa P (N) gus ceangal PN a chruthachadh gu dìreach. Chan eil duilgheadas dìolaidh ann nuair a thathar a’ cleachdadh an dòigh sgaoilidh gus ceangal PN a dhèanamh air substrate criostail singilte.
3. Còmhla ri teicneòlas masg, thèid fàs epitaxial roghnach a dhèanamh ann an raointean ainmichte, a’ cruthachadh shuidheachaidhean airson cinneasachadh chuairtean amalaichte agus innealan le structaran sònraichte.
4. Faodar an seòrsa agus dùmhlachd an dopaidh atharrachadh a rèir feumalachdan rè a’ phròiseis fàis epitaxial. Faodaidh an t-atharrachadh ann an dùmhlachd a bhith na atharrachadh obann no na atharrachadh slaodach.
5. Faodaidh e todhar ioma-fhilleadh, ioma-phàirteach agus sreathan tana le co-phàirtean caochlaideach fhàs.
6. Faodar fàs epitaxial a dhèanamh aig teòthachd nas ìsle na puing leaghaidh an stuth, tha an ìre fàis fo smachd, agus faodar fàs epitaxial de thiughas aig ìre atamach a choileanadh.
7. Faodaidh e stuthan criostail singilte fhàs nach gabh a tharraing, leithid GaN, sreathan criostail singilte de choimeasgaidhean treasach agus ceathrarach, msaa.
Àm puist: 13 Cèitean 2024