Пайдоиши номи "Epitaxial Wafer"
Тайёр кардани вафли аз ду марҳилаи асосӣ иборат аст: омодасозии субстрат ва раванди эпитаксиалӣ. Субстрат аз маводи монокристалии нимноқил сохта шудааст ва маъмулан барои истеҳсоли дастгоҳҳои нимноқил коркард мешавад. Он инчунин метавонад коркарди эпитаксиалиро гузаронад, то вафли эпитаксиалиро ташкил диҳад. Эпитаксия ба раванди парвариши як қабати нави як кристалл дар як субстрати бодиққат коркардшуда дахл дорад. Монкристали нав метавонад аз ҳамон маводе бошад, ки субстрат (эпитаксияи якхела) ё маводи дигар (эпитаксияи гетерогенӣ) бошад. Азбаски қабати нави кристаллӣ бо самти кристаллии субстрат мувофиқат мекунад, онро қабати эпитаксиалӣ меноманд. Вафли дорои қабати эпитаксиалӣ ҳамчун вафери эпитаксиалӣ номида мешавад (вафери эпитаксиалӣ = қабати эпитаксиалӣ + субстрат). Дастгоҳҳое, ки дар қабати эпитаксиалӣ сохта шудаанд, "эпитаксияи пеш" номида мешаванд, дар ҳоле ки дастгоҳҳое, ки дар субстрат сохта шудаанд, "эпитаксияи баръакс" номида мешаванд, ки дар он қабати эпитаксиалӣ танҳо ҳамчун такягоҳ хизмат мекунад.
Эпитаксияҳои якхела ва гетерогенӣ
▪Эпитаксияи якхела:Қабати эпитаксиалӣ ва субстрат аз як мавод сохта шудаанд: масалан, Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP.
▪Эпитаксияи гетерогенӣ:Қабати эпитаксиалӣ ва субстрат аз маводи гуногун сохта шудаанд: масалан, Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC ва ғайра.
Вафли ҷилодор
Эпитаксия кадом мушкилотро ҳал мекунад?
Танҳо маводҳои яккристаллӣ барои қонеъ кардани талаботи торафт мураккаби истеҳсоли дастгоҳҳои нимноқил нокифоя мебошанд. Аз ин рӯ, дар охири соли 1959, техникаи тунуки афзоиши маводи монокристаллӣ бо номи эпитаксия таҳия карда шуд. Аммо чӣ гуна технологияи эпитаксиалӣ махсусан ба пешрафти мавод кӯмак кард? Барои кремний, коркарди эпитаксияҳои кремний дар як лаҳзаи муҳиме ба амал омад, ки дар истеҳсоли транзисторҳои баландбасомади кремнийи пуриқтидор ба душвориҳои ҷиддӣ дучор мешуданд. Аз нуқтаи назари принсипҳои транзистор, ноил шудан ба басомад ва қудрати баланд талаб мекунад, ки шиддати вайроншавии минтақаи коллектор баланд ва муқовимати силсила паст бошад, яъне шиддати сершавӣ бояд хурд бошад. Аввалин муқовимати баландро дар маводи коллекторӣ талаб мекунад, дар ҳоле ки дуюмӣ муқовимати пастро талаб мекунад, ки ихтилофро ба вуҷуд меорад. Коҳиш додани ғафсии минтақаи коллектор барои коҳиш додани муқовимати силсилавӣ вафли кремнийро барои коркард хеле лоғар ва ноустувор мегардонад ва паст кардани муқовимат ба талаботи аввал мухолифат мекунад. Инкишофи технологияи эпитаксиалӣ ин масъаларо бомуваффақият ҳал кард. Ҳал ин буд, ки қабати муқовимати баланди эпитаксиалӣ дар як субстрат муқовимати паст дошта бошад. Дастгоҳ дар қабати эпитаксиалӣ сохта шудааст, ки шиддати баланди шикастани транзисторро таъмин мекунад, дар ҳоле ки субстрати муқовимати паст муқовимати пойгоҳро коҳиш медиҳад ва шиддати сершавиро паст мекунад ва ихтилофи байни ду талаботро ҳал мекунад.
Илова бар ин, технологияҳои эпитаксиалӣ барои нимноқилҳои мураккаби III-V ва II-VI ба монанди GaAs, GaN ва дигарон, аз ҷумла фазаи буғ ва эпитаксиияи моеъ, пешрафтҳои назаррасро мушоҳида карданд. Ин технологияҳо барои сохтани бисёр дастгоҳҳои печи микроволновка, оптоэлектроникӣ ва энергетикӣ муҳим гардиданд. Махсусан, усулҳо ба монанди эпитаксияи чӯби молекулавӣ (MBE) ва таҳшини буғи химиявии металлӣ-органикӣ (MOCVD) дар қабатҳои тунук, суперлаттикаҳо, чоҳҳои квантӣ, суперлаттикаҳои шиддатнок ва қабатҳои тунуки эпитаксиалии атомӣ бомуваффақият татбиқ карда шуданд, ки заминаи мустаҳкам гузоштанд. азхуд намудани сохахои нави нимнокилхо ба монанди «инженерияи банд».
Дар барномаҳои амалӣ, аксари дастгоҳҳои нимноқилҳои фарохмаҷро дар қабатҳои эпитаксиалӣ сохта мешаванд ва маводҳо ба монанди карбиди кремний (SiC) танҳо ҳамчун субстрат истифода мешаванд. Аз ин рӯ, назорати қабати эпитаксиалӣ омили муҳим дар саноати нимноқилҳои фарохмаҷро мебошад.
Технологияи Epitaxy: Ҳафт Хусусияти асосӣ
1. Эпитаксия метавонад як қабати муқовимати баланд (ё паст) дар заминаи муқовимати паст (ё баланд) афзоиш ёбад.
2. Эпитаксия имкон медиҳад, ки қабатҳои эпитаксиалии навъи N (ё P) дар субстратҳои навъи P (ё N) афзоиш ёбад ва мустақиман як пайванди PN-ро бидуни мушкилоти ҷуброн, ки ҳангоми истифодаи диффузия барои эҷоди пайванди PN дар як субстрати кристалл ба миён меоянд, ташкил медиҳад.
3. Ҳангоми якҷояшавӣ бо технологияи ниқоб, афзоиши эпитаксиалии интихобӣ метавонад дар минтақаҳои мушаххас анҷом дода шавад, ки имкон медиҳад, ки схемаҳои интегралӣ ва дастгоҳҳои дорои сохторҳои махсус сохта шаванд.
4. Афзоиши эпитаксиалӣ имкон медиҳад, ки намудҳо ва консентратсияи допинг назорат карда шавад, бо қобилияти ноил шудан ба тағирёбии якбора ё тадриҷан дар консентратсия.
5. Эпитаксия метавонад пайвастагиҳои гетерогенӣ, бисёрқабата, бисёркомпонентиро бо таркибҳои тағйирёбанда, аз ҷумла қабатҳои ултра борик афзоиш диҳад.
6. Афзоиши эпитаксиалӣ метавонад дар ҳарорати поёнтар аз нуқтаи обшавии мавод, бо суръати афзоиши назоратшаванда ба амал ояд, ки имкон медиҳад, ки дақиқии сатҳи атомӣ дар ғафсии қабат.
7. Эпитаксия имкон медиҳад, ки қабатҳои монокристалии маводҳоеро, ки ба кристалҳо кашидан мумкин нест, ба монанди GaN ва нимноқилҳои пайвастаи сегона/чорумӣ.
Қабатҳои гуногуни эпитаксиалӣ ва равандҳои эпитаксиалӣ
Хулоса, қабатҳои эпитаксиалӣ нисбат ба субстратҳои оммавӣ сохтори кристаллии осонтар идорашаванда ва комилро пешниҳод мекунанд, ки барои таҳияи маводи пешрафта муфид аст.
Вақти интишор: Декабр-24-2024