ប្រភពដើមនៃឈ្មោះបន្ទះអេពីតាស៊ីល
ដំបូង ចូរយើងធ្វើឱ្យគោលគំនិតតូចមួយមានប្រជាប្រិយភាព៖ ការរៀបចំបន្ទះសៀគ្វីរួមមានតំណភ្ជាប់សំខាន់ពីរ៖ ការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោម និងដំណើរការអេពីតាក់ស៊ី។ ស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាបន្ទះសៀគ្វីដែលផលិតពីវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមអាចចូលទៅក្នុងដំណើរការផលិតបន្ទះសៀគ្វីដោយផ្ទាល់ដើម្បីផលិតឧបករណ៍អេពីតាក់ស៊ី ឬវាអាចត្រូវបានដំណើរការដោយដំណើរការអេពីតាក់ស៊ីដើម្បីផលិតបន្ទះសៀគ្វីអេពីតាក់ស៊ី។ អេពីតាក់ស៊ីសំដៅទៅលើដំណើរការនៃការដាំស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយថ្មីនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយដែលត្រូវបានដំណើរការយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នដោយការកាត់ កិន ប៉ូលា។ល។ គ្រីស្តាល់តែមួយថ្មីអាចជាវត្ថុធាតុដូចគ្នានឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ឬវាអាចជាវត្ថុធាតុផ្សេងគ្នា (ដូចគ្នា) អេពីតាក់ស៊ី ឬហេតេរ៉ូអេពីតាស៊ី។ ដោយសារតែស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយថ្មីលាតសន្ធឹង និងលូតលាស់ទៅតាមដំណាក់កាលគ្រីស្តាល់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម វាត្រូវបានគេហៅថាស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី (កម្រាស់ជាធម្មតាមានប៉ុន្មានមីក្រូ ដោយយកស៊ីលីកុនជាឧទាហរណ៍៖ អត្ថន័យនៃការលូតលាស់អេពីតាក់ស៊ីស៊ីលីកុនគឺនៅលើស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយស៊ីលីកុនដែលមានទិសដៅគ្រីស្តាល់ជាក់លាក់មួយ។ ស្រទាប់គ្រីស្តាល់ដែលមានភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើល្អ និងភាពធន់ និងកម្រាស់ខុសគ្នាជាមួយនឹងទិសដៅគ្រីស្តាល់ដូចគ្នានឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានដាំដុះ) ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីត្រូវបានគេហៅថាបន្ទះអេពីតាក់ស៊ី (បន្ទះអេពីតាក់ស៊ី = ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី + ស្រទាប់ខាងក្រោម)។ នៅពេលដែលឧបករណ៍ត្រូវបានផលិតនៅលើស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី វាត្រូវបានគេហៅថាអេពីតាក់ស៊ីវិជ្ជមាន។ ប្រសិនបើឧបករណ៍ត្រូវបានផលិតនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម វាត្រូវបានគេហៅថាអេពីតាក់ស៊ីបញ្ច្រាស។ នៅពេលនេះ ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីដើរតួនាទីគាំទ្រតែប៉ុណ្ណោះ។
បន្ទះស្រោបរលោង
វិធីសាស្ត្រលូតលាស់ Epitaxial
ការបញ្ចេញកាំរស្មីម៉ូលេគុល (MBE)៖ វាគឺជាបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់ស្រទាប់ស្តើងពាក់កណ្តាលតួដែលអនុវត្តក្រោមលក្ខខណ្ឌសុញ្ញកាសខ្ពស់ខ្លាំង។ នៅក្នុងបច្ចេកទេសនេះ សម្ភារៈប្រភពត្រូវបានហួតក្នុងទម្រង់ជាធ្នឹមអាតូម ឬម៉ូលេគុល ហើយបន្ទាប់មកដាក់លើស្រទាប់គ្រីស្តាល់។ MBE គឺជាបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់ស្រទាប់ស្តើងពាក់កណ្តាលតួដែលមានភាពជាក់លាក់ និងអាចគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងច្បាស់លាស់ដែលអាចគ្រប់គ្រងកម្រាស់នៃសម្ភារៈដែលដាក់នៅកម្រិតអាតូម។
CVD លោហៈសរីរាង្គ (MOCVD): នៅក្នុងដំណើរការ MOCVD លោហៈសរីរាង្គ និងឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន N2 ដែលមានធាតុដែលត្រូវការ ត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ទៅស្រទាប់ខាងក្រោមនៅសីតុណ្ហភាពសមស្រប ឆ្លងកាត់ប្រតិកម្មគីមីដើម្បីបង្កើតសម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រដែលត្រូវការ ហើយត្រូវបានដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម ខណៈពេលដែលសមាសធាតុ និងផលិតផលប្រតិកម្មដែលនៅសល់ត្រូវបានបញ្ចេញ។
ការបញ្ចេញចំហាយដំណាក់កាលចំហាយ (VPE): ការបញ្ចេញចំហាយដំណាក់កាលចំហាយគឺជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់មួយដែលត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍ស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានគឺការដឹកជញ្ជូនចំហាយនៃសារធាតុធាតុ ឬសមាសធាតុក្នុងឧស្ម័នផ្ទុក ហើយដាក់គ្រីស្តាល់លើស្រទាប់ខាងក្រោមតាមរយៈប្រតិកម្មគីមី។
តើដំណើរការ epitaxy ដោះស្រាយបញ្ហាអ្វីខ្លះ?
មានតែសម្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយដុំប៉ុណ្ណោះដែលមិនអាចបំពេញតម្រូវការដែលកំពុងកើនឡើងនៃការផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកផ្សេងៗបានទេ។ ដូច្នេះ ការលូតលាស់អេពីតាក់ស៊ីល ដែលជាបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់សម្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយស្រទាប់ស្តើង ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅចុងឆ្នាំ 1959។ ដូច្នេះតើបច្ចេកវិទ្យាអេពីតាក់ស៊ីលមានការរួមចំណែកជាក់លាក់អ្វីខ្លះចំពោះការរីកចម្រើននៃសម្ភារៈ?
ចំពោះស៊ីលីកុន នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់អេពីតាក់ស៊ីលស៊ីលីកុនបានចាប់ផ្តើម វាពិតជាពេលវេលាដ៏លំបាកមួយសម្រាប់ការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រប្រេកង់ខ្ពស់ និងថាមពលខ្ពស់ស៊ីលីកុន។ ពីទស្សនៈនៃគោលការណ៍ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ដើម្បីទទួលបានប្រេកង់ខ្ពស់ និងថាមពលខ្ពស់ វ៉ុលបំបែកនៃតំបន់ប្រមូលត្រូវតែខ្ពស់ ហើយភាពធន់ស៊េរីត្រូវតែតូច ពោលគឺការធ្លាក់ចុះវ៉ុលតិត្ថិភាពត្រូវតែតូច។ ទីមួយទាមទារឱ្យភាពធន់នៃសម្ភារៈនៅក្នុងតំបន់ប្រមូលគួរតែខ្ពស់ ខណៈពេលដែលទីពីរទាមទារឱ្យភាពធន់នៃសម្ភារៈនៅក្នុងតំបន់ប្រមូលគួរតែទាប។ ខេត្តទាំងពីរគឺផ្ទុយគ្នាទៅវិញទៅមក។ ប្រសិនបើកម្រាស់នៃសម្ភារៈនៅក្នុងតំបន់ប្រមូលត្រូវបានកាត់បន្ថយដើម្បីកាត់បន្ថយភាពធន់ស៊េរី បន្ទះស៊ីលីកុននឹងស្តើង និងផុយស្រួយពេកមិនអាចដំណើរការបាន។ ប្រសិនបើភាពធន់នៃសម្ភារៈត្រូវបានកាត់បន្ថយ វានឹងផ្ទុយនឹងតម្រូវការទីមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាអេពីតាក់ស៊ីលទទួលបានជោគជ័យ។ បានដោះស្រាយការលំបាកនេះ។
ដំណោះស្រាយ៖ ដាំស្រទាប់ epitaxial ដែលមានភាពធន់ខ្ពស់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានភាពធន់ទាបខ្លាំង ហើយធ្វើឧបករណ៍នៅលើស្រទាប់ epitaxial។ ស្រទាប់ epitaxial ដែលមានភាពធន់ខ្ពស់នេះធានាថាបំពង់មានវ៉ុលបំបែកខ្ពស់ ខណៈស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានភាពធន់ទាប វាក៏កាត់បន្ថយភាពធន់របស់ស្រទាប់ខាងក្រោមផងដែរ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយការធ្លាក់ចុះវ៉ុលតិត្ថិភាព ដោយហេតុនេះដោះស្រាយភាពផ្ទុយគ្នារវាងទាំងពីរ។
លើសពីនេះ បច្ចេកវិទ្យាអេពីតាក់ស៊ីដូចជា អេពីតាក់ស៊ីដំណាក់កាលចំហាយ និង អេពីតាក់ស៊ីដំណាក់កាលរាវនៃ GaAs និង III-V, II-VI និងសម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រសមាសធាតុម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត ក៏ត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងខ្លាំងផងដែរ ហើយបានក្លាយជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ឧបករណ៍មីក្រូវ៉េវភាគច្រើន ឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច ថាមពល។ វាគឺជាបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ ជាពិសេសការអនុវត្តដោយជោគជ័យនៃបច្ចេកវិទ្យាអេពីតាក់ស៊ីដំណាក់កាលចំហាយសរីរាង្គធ្នឹមម៉ូលេគុល និងលោហៈនៅក្នុងស្រទាប់ស្តើងៗ ស្រទាប់ខ្ពស់ អណ្តូងកង់ទិច ស្រទាប់ខ្ពស់ដែលមានភាពតានតឹង និងអេពីតាក់ស៊ីស្រទាប់ស្តើងកម្រិតអាតូម ដែលជាជំហានថ្មីមួយនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ ការអភិវឌ្ឍនៃ "វិស្វកម្មខ្សែក្រវ៉ាត់ថាមពល" នៅក្នុងវិស័យនេះបានដាក់គ្រឹះរឹងមាំ។
នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ឧបករណ៍ស៊ីមីកុងដុកទ័រដែលមានគម្លាតប្រេកង់ធំទូលាយស្ទើរតែតែងតែត្រូវបានផលិតនៅលើស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី ហើយបន្ទះស៊ីលីកុនកាប៊ីតខ្លួនវាគ្រាន់តែបម្រើជាស្រទាប់ខាងក្រោមប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ ការគ្រប់គ្រងស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីគឺជាផ្នែកមួយដ៏សំខាន់នៃឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រដែលមានគម្លាតប្រេកង់ធំទូលាយ។
ជំនាញសំខាន់ៗចំនួន ៧ ក្នុងបច្ចេកវិទ្យាអេពីតាក់ស៊ី
១. ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីលដែលមានភាពធន់ខ្ពស់ (ទាប) អាចត្រូវបានដាំដុះអេពីតាក់ស៊ីលនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានភាពធន់ទាប (ខ្ពស់)។
2. ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីប្រភេទ N (P) អាចត្រូវបានដាំដុះអេពីតាក់ស៊ីលើស្រទាប់ខាងក្រោមប្រភេទ P (N) ដើម្បីបង្កើតជាចំណុចប្រសព្វ PN ដោយផ្ទាល់។ មិនមានបញ្ហាសំណងនៅពេលប្រើវិធីសាស្ត្រសាយភាយដើម្បីបង្កើតចំណុចប្រសព្វ PN លើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយ។
៣. រួមផ្សំជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យារបាំងមុខ ការលូតលាស់ epitaxial ជ្រើសរើសត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងតំបន់ដែលបានកំណត់ ដែលបង្កើតលក្ខខណ្ឌសម្រាប់ការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា និងឧបករណ៍ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធពិសេស។
៤. ប្រភេទ និងកំហាប់នៃសារធាតុដូបអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរតាមតម្រូវការក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់នៃអេពីតាក់ស៊ី។ ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់អាចជាការផ្លាស់ប្តូរភ្លាមៗ ឬការផ្លាស់ប្តូរយឺត។
៥. វាអាចដុះលូតលាស់សមាសធាតុចម្រុះ ច្រើនស្រទាប់ ច្រើនសមាសធាតុ និងស្រទាប់ស្តើងបំផុតជាមួយនឹងសមាសធាតុអថេរ។
៦. ការលូតលាស់ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាពទាបជាងចំណុចរលាយនៃវត្ថុធាតុ អត្រាការលូតលាស់អាចគ្រប់គ្រងបាន ហើយការលូតលាស់ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីនៃកម្រាស់កម្រិតអាតូមអាចសម្រេចបាន។
៧. វាអាចដាំសម្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមិនអាចទាញចេញបាន ដូចជា GaN ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយនៃសមាសធាតុទីបី និងទីបួនជាដើម។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៣ ខែឧសភា ឆ្នាំ ២០២៤