Uppruni nafnsins „Epitaxial Wafer“
Undirbúningur obláta samanstendur af tveimur meginþrepum: undirlagsundirbúning og epitaxial ferli. Undirlagið er gert úr hálfleiðara einskristal efni og er venjulega unnið til að framleiða hálfleiðara tæki. Það getur einnig gengist undir epitaxial vinnslu til að mynda epitaxial oblátu. Epitaxy vísar til þess ferlis að rækta nýtt einkristallalag á vandlega unnu einkristalla undirlagi. Nýi einkristallinn getur verið úr sama efni og undirlagið (einsleit epitaxy) eða annað efni (misleitt epitaxy). Þar sem nýja kristallagið vex í takt við kristalstefnu undirlagsins er það kallað epitaxial lag. Ofan með epitaxial lagið er vísað til sem epitaxial wafer (epitaxial wafer = epitaxial lag + undirlag). Tæki sem eru framleidd á þekjulaginu eru kölluð „áfram eðlamyndun“ en tæki sem framleidd eru á undirlaginu eru kölluð „öfug þekjulag“ þar sem þekjulagið þjónar aðeins sem stuðningur.
Einsleit og ólík þrotabúningur
▪Einsleit epitaxy:Þekjulag og undirlag eru úr sama efni: td Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP.
▪Heterogene Epitaxy:Þekjulagið og undirlagið eru úr mismunandi efnum: td Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC o.s.frv.
Fægðar oblátur
Hvaða vandamál leysir epitaxy?
Einkristal efni ein og sér eru ófullnægjandi til að mæta sífellt flóknari kröfum um framleiðslu hálfleiðaratækja. Þess vegna, seint á árinu 1959, var þunnt einkristalt efnisvaxtartækni, þekkt sem epitaxy, þróuð. En hvernig hjálpaði epitaxial tækni sérstaklega framgangi efna? Fyrir kísill átti sér stað þróun kísilsíma á mikilvægum tíma þegar framleiðslu á hátíðni og aflmiklum sílikon smára átti sér stað verulegum erfiðleikum. Frá sjónarhóli smára meginreglna, til að ná háum tíðni og afli krefst þess að sundurliðunarspenna safnarasvæðisins sé há og röð viðnám sé lágt, sem þýðir að mettunarspennan ætti að vera lítil. Hið fyrra krefst mikillar viðnáms í safnefninu, en hið síðarnefnda krefst lágrar viðnáms, sem skapar mótsögn. Að draga úr þykkt safnsvæðisins til að draga úr röð mótstöðu myndi gera kísilskífuna of þunn og viðkvæm til vinnslu og lækkun viðnámsins myndi stangast á við fyrstu kröfuna. Þróun epitaxial tækni leysti þetta mál með góðum árangri. Lausnin var að rækta epitaxial lag með hár viðnám á lágviðnáms undirlagi. Tækið er framleitt á epitaxial lagið, sem tryggir háa niðurbrotsspennu smárisins, en lágviðnáms undirlagið dregur úr grunnviðnáminu og lækkar mettunarspennuna, leysir mótsögnina milli krafnanna tveggja.
Að auki hefur epitaxial tækni fyrir III-V og II-VI samsetta hálfleiðara eins og GaAs, GaN og aðra, þar með talið gufufasa og vökvafasa epitaxy, tekið verulegar framfarir. Þessi tækni er orðin nauðsynleg fyrir framleiðslu margra örbylgjuofna, sjóntækja og rafmagnstækja. Sérstaklega hefur tekist að beita aðferðum eins og sameindageislaeitrun (MBE) og málm-lífræn efnagufuútfelling (MOCVD) með góðum árangri á þunn lög, ofurgrindur, skammtabrunnur, teygðar ofurgrindur og þunn epitaxial lög á frumeindakvarða, sem leggja traustan grunn fyrir þróun nýrra hálfleiðarasviða eins og „bandverkfræði“.
Í hagnýtri notkun eru flest hálfleiðaratæki með breiðu bandbili framleidd á epitaxial lögum, þar sem efni eins og kísilkarbíð (SiC) eru eingöngu notuð sem hvarfefni. Þess vegna er stjórnun á epitaxial laginu mikilvægur þáttur í hálfleiðaraiðnaði með breitt bandbil.
Epitaxy tækni: Sjö lykileiginleikar
1. Epitaxy getur vaxið hátt (eða lágt) viðnámslag á undirlagi með lágt (eða hátt) viðnám.
2. Epitaxy leyfir vöxt N (eða P) gerð epitaxial laga á P (eða N) gerð hvarfefnis, sem mynda beint PN tengi án bótavandamála sem koma upp þegar dreifing er notuð til að búa til PN tengi á einum kristals undirlagi.
3. Þegar það er sameinað grímutækni er hægt að framkvæma sértækan epitaxial vöxt á sérstökum svæðum, sem gerir kleift að búa til samþættar hringrásir og tæki með sérstökum mannvirkjum.
4. Epitaxial vöxtur gerir kleift að stjórna lyfjategundum og styrk, með getu til að ná fram snöggum eða hægfara breytingum á einbeitingu.
5. Epitaxy getur vaxið ólík, marglaga, fjölþátta efnasambönd með breytilegri samsetningu, þar með talið ofurþunn lög.
6. Epitaxial vöxtur getur átt sér stað við hitastig undir bræðslumarki efnisins, með stýranlegan vaxtarhraða, sem gerir kleift að ná nákvæmni á lotustigi í lagþykkt.
7. Epitaxy gerir kleift að vaxa einskristalla laga af efnum sem ekki er hægt að draga í kristalla, eins og GaN og þrí-/fjórlaga samsetta hálfleiðara.
Ýmis epitaxial lög og epitaxial ferli
Í stuttu máli bjóða epitaxial lög upp á auðveldari stjórna og fullkomna kristalbyggingu en magn undirlag, sem er gagnlegt fyrir þróun háþróaðra efna.
Birtingartími: 24. desember 2024