Sidee bay lakabyada epitaxial u caawiyaan aaladaha semiconductor-ka?

Asalka magaca epitaxial wafer

Marka hore, aan caan ku noqonno fikrad yar: diyaarinta wafer-ka waxaa ku jira laba xiriiriye oo waaweyn: diyaarinta substrate-ka iyo habka epitaxial-ka. Substrate-ku waa wafer laga sameeyay walxo hal kiristaalo ah oo semiconductor ah. Substrate-ku wuxuu si toos ah u geli karaa habka wax soo saarka wafer-ka si uu u soo saaro aaladaha semiconductor-ka, ama waxaa lagu farsameyn karaa hababka epitaxial-ka si loo soo saaro wafers epitaxial ah. Epitaxy waxaa loola jeedaa habka lagu beero lakab cusub oo kiristaalo ah oo ku yaal hal kiristaalo ah oo si taxaddar leh loo farsameeyay iyadoo la jarayo, la shiidi karo, la nadiifinayo, iwm. Crystal-ka cusub ee hal-abuurka ah wuxuu noqon karaa isla walaxda substrate-ka, ama wuxuu noqon karaa walax kale (midab-midab) epitaxy ama heteroepitaxy). Maadaama lakabka cusub ee kiristaalka ah uu fidsan yahay oo uu korayo iyadoo loo eegayo marxaladda kiristaalka ee substrate-ka, waxaa loogu yeeraa lakab epitaxial ah (dhumucdiisu badanaa waa dhowr microns, iyadoo la qaadanayo silicon tusaale ahaan: macnaha koritaanka kiristaalka ee silikoonku wuxuu ku yaal substrate kiristaal ah oo silikoon ah oo leh jihada kiristaalka gaar ah. Lakab kiristaal ah oo leh hufnaan qaab-dhismeed shabag oo wanaagsan iyo iska caabin kala duwan iyo dhumuc leh isla jihada kiristaalka ah sida substrate-ka loo koriyo), substrate-ka leh lakabka epitaxial-ka waxaa loogu yeeraa wafer epitaxial ah (wafer epitaxial = lakabka epitaxial + substrate). Marka qalabka lagu sameeyo lakabka epitaxial-ka, waxaa loogu yeeraa epitaxial togan. Haddii qalabka lagu sameeyo substrate-ka, waxaa loo yaqaan epitaxial reverse. Waqtigan xaadirka ah, lakabka epitaxial wuxuu ciyaaraa door taageero ah oo keliya.

Wafer la safeeyey

Hababka koritaanka epitaxial

Epitaxy-ga molecular beam (MBE): Waa tiknoolajiyad korriin epitaxial semiconductor ah oo lagu sameeyo xaalado faaruq ah oo aad u sarreeya. Farsamadan, walxaha isha ayaa la uumi-bixiyaa iyadoo loo eegayo qaab fallaadho ama molecules ah ka dibna lagu shubo substrate kristal ah. MBE waa tiknoolajiyad korriin filim khafiif ah oo semiconductor ah oo aad u sax ah oo la xakamayn karo kaas oo si sax ah u xakamayn kara dhumucda walxaha la dhigay heerka atomiga.
CVD-ga dabiiciga ah ee birta ah (MOCVD): Habka MOCVD, gaaska N ee birta dabiiciga ah iyo gaaska hydride-ka oo ka kooban walxaha loo baahan yahay ayaa la siiyaa substrate-ka heerkul ku habboon, waxaana la mariyaa falgal kiimiko ah si loo soo saaro walxaha semiconductor-ka ee loo baahan yahay, waxaana lagu shubaa substrate-ka, halka isku-dhafka harsan iyo alaabada falgalka la sii daayo.
Epitaxy-ga wejiga uumiga (VPE): Epitaxy-ga wejiga uumiga waa tiknoolajiyad muhiim ah oo si caadi ah loogu isticmaalo soo saarista aaladaha semiconductor-ka. Mabda'a aasaasiga ah waa in la qaado uumiga walxaha curiyaha ah ama isku-dhafka gaaska side, oo la dhigo kirismaska ​​​​dusha sare iyada oo loo marayo falgallada kiimikada.

Maxay yihiin dhibaatooyinka uu habka epitaxy-gu xalliyo?

Kaliya walxaha hal-kiristaalka ah ee hal-ka-kooban ma dabooli karaan baahiyaha sii kordhaya ee soo saarista aaladaha kala duwan ee semiconductor-ka. Sidaa darteed, koritaanka epitaxial, oo ah tignoolajiyada koritaanka walxaha hal-kiristaalka ah ee lakabka khafiifka ah, ayaa la sameeyay dhammaadkii 1959. Haddaba maxay tahay tabaruca gaarka ah ee tignoolajiyada epitaxy ay ku leedahay horumarinta agabka?

Silikoon, markii tiknoolajiyada koritaanka epitaxial-ka ee silikoonku bilaabatay, runtii waxay ahayd waqti adag oo loogu talagalay soo saarista transistors-ka soo noqnoqda sare iyo kuwa awoodda sare leh ee silikoon. Marka laga eego aragtida mabaadi'da transistor-ka, si loo helo soo noqnoqoshada sare iyo awoodda sare, danabka burburka ee aagga ururinta waa inuu ahaadaa mid sarreeya iska caabbinta taxanahana waa inuu ahaadaa mid yar, taas oo ah, hoos u dhaca danabka dheregsan waa inuu ahaadaa mid yar. Kan hore wuxuu u baahan yahay in iska caabbinta walxaha ee aagga ururinta ay noqoto mid sare, halka kan dambe uu u baahan yahay in iska caabbinta walxaha ee aagga ururinta ay noqoto mid hooseysa. Labada gobolba way iska hor imaanayaan. Haddii dhumucda walxaha ee aagga ururinta la dhimo si loo yareeyo iska caabbinta taxanaha, wafer-ka silikoonku wuxuu noqon doonaa mid aad u khafiif ah oo jilicsan oo aan la farsamayn karin. Haddii iska caabbinta walxaha la dhimo, waxay ka hor imaan doontaa shuruudda koowaad. Si kastaba ha ahaatee, horumarinta tignoolajiyada epitaxial ayaa lagu guuleystay. xallisay dhibkan.

Xalka: Ku kori lakab epitaxial oo iska caabin sare leh substrate aad u hooseeya, oo qalabka ka samee lakabka epitaxial. Lakabka epitaxial ee iska caabin sare leh wuxuu hubiyaa in tuubadu leedahay danab jab sare leh, halka substrate-ka iska caabin hooseeya uu sidoo kale yareeyo iska caabinta substrate-ka, taasoo yaraynaysa hoos u dhaca danabka dheregsan, sidaas darteedna xallinta iska hor imaadka u dhexeeya labada.

Intaa waxaa dheer, teknoolojiyada epitaxy sida epitaxy marxaladda uumiga iyo epitaxy marxaladda dareeraha ah ee GaAs iyo walxaha kale ee III-V, II-VI iyo walxaha kale ee semiconductor-ka isku-dhafka ah ee molecular ayaa sidoo kale si weyn loo horumariyay waxayna noqdeen saldhigga inta badan aaladaha microwave-ka, aaladaha optoelectronic, awoodda Waa tignoolajiyada habka aan lagama maarmaanka u ah soo saarista aaladaha, gaar ahaan codsiga guusha leh ee molecular beam iyo biraha organic phase epitaxy technology ee lakabyada khafiifka ah, superlattices, ceelasha quantum, superlattices oo la miiray, iyo epitaxy lakabka khafiifka ah ee heerka atomiga, taas oo ah tallaabo cusub oo cilmi-baarista semiconductor-ka ah. Horumarinta "injineernimada suunka tamarta" ee goobta ayaa aasaas adag dhigtay.

Codsiyada wax ku oolka ah, aaladaha semiconductor-ka ee ballaaran ayaa had iyo jeer lagu sameeyaa lakabka epitaxial-ka, wafer-ka silicon carbide-ka laftiisuna wuxuu u adeegaa oo keliya substrate-ka. Sidaa darteed, xakamaynta lakabka epitaxial-ka waa qayb muhiim ah oo ka mid ah warshadaha semiconductor-ka ballaaran ee ballaaran.

7 xirfadood oo waaweyn oo ku saabsan tiknoolajiyada epitaxy

1. Lakabyada epitaxial-ka ee iska caabinta sare (hoose) waxaa lagu kori karaa epitaxial ahaan substrate-yada iska caabinta hooseeya (sare).
2. Lakabka epitaxial ee nooca N (P) waxaa si epitaxial ah loogu kori karaa nooca P (N) si uu si toos ah u sameeyo isgoyska PN. Ma jirto dhibaato magdhow ah marka la isticmaalayo habka faafinta si loo sameeyo isgoyska PN ee hal substrate kiristaal ah.
3. Marka lagu daro tiknoolajiyada maaskarada, koritaanka epitaxial ee xulashada ah ayaa lagu sameeyaa meelaha loo qoondeeyay, taasoo abuuraysa xaalado lagu soo saaro wareegyada isku dhafan iyo aaladaha leh qaab-dhismeedyo gaar ah.
4. Nooca iyo xoojinta daawada waxaa loo bedeli karaa iyadoo loo eegayo baahiyaha inta lagu jiro habka koritaanka epitaxial. Isbeddelka ku yimaada xoojinta waxay noqon kartaa isbeddel degdeg ah ama isbeddel gaabis ah.
5. Waxay kori kartaa iskudhisyo kala duwan, lakabyo badan leh, qaybo badan leh iyo lakabyo aad u khafiif ah oo leh qaybo kala duwan.
6. Kobaca epitaxial waxaa lagu samayn karaa heerkul ka hooseeya barta dhalaalka ee walaxda, heerka koritaanka waa la xakamayn karaa, koritaanka epitaxial ee dhumucda heerka atomigana waa la gaari karaa.
7. Waxay kori kartaa walxo kiristaalo ah oo keli ah oo aan la jiidi karin, sida GaN, lakabyo kiristaalo ah oo keli ah oo isku-dhafan oo saddex-geesood ah iyo afar-geesood ah, iwm.