Asili ya Jina "Epitaxial Wafer"
Maandalizi ya kaki yana hatua mbili kuu: maandalizi ya substrate na mchakato wa epitaxial. Sehemu ndogo imeundwa kwa nyenzo ya fuwele ya semiconductor moja na kwa kawaida huchakatwa ili kuzalisha vifaa vya semiconductor. Inaweza pia kufanyiwa usindikaji wa epitaxial kuunda kaki ya epitaxial. Epitaxy inarejelea mchakato wa kukuza safu mpya ya fuwele kwenye substrate moja ya fuwele iliyochakatwa kwa uangalifu. Fuwele mpya inaweza kuwa ya nyenzo sawa na substrate (epitaksi yenye homogeneous) au nyenzo tofauti (epitaksi isiyo ya kawaida). Kwa kuwa safu mpya ya fuwele hukua kwa upatanishi na mwelekeo wa fuwele wa substrate, inaitwa safu ya epitaxial. Kaki yenye safu ya epitaxial inajulikana kama kaki ya epitaxial (kaki ya epitaxial = safu ya epitaxial + substrate). Vifaa vilivyotungwa kwenye safu ya epitaxial huitwa "forward epitaxy," ilhali vifaa vilivyobuniwa kwenye substrate vinarejelewa kama "reverse epitaxy," ambapo safu ya epitaxial hutumika tu kama usaidizi.
Epitaksi yenye Homogeneous na Tofauti
▪Epitaksia ya Homogeneous:Safu ya epitaxial na substrate hufanywa kwa nyenzo sawa: kwa mfano, Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP.
▪Epitaksia ya Asili:Safu ya epitaxial na substrate imeundwa kwa nyenzo tofauti: kwa mfano, Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC, n.k.
Kaki Zilizopozwa
Je, Epitaxy Inatatua Matatizo Gani?
Nyenzo nyingi za fuwele pekee hazitoshi kukidhi mahitaji yanayozidi kuwa magumu ya utengenezaji wa kifaa cha semicondukta. Kwa hivyo, mwishoni mwa 1959, mbinu nyembamba ya ukuaji wa nyenzo za fuwele inayojulikana kama epitaxy ilitengenezwa. Lakini teknolojia ya epitaxial ilisaidiaje haswa ukuzaji wa vifaa? Kwa silicon, maendeleo ya epitaxy ya silicon ilitokea wakati muhimu wakati utengenezaji wa transistors za juu-frequency, high-nguvu silicon inakabiliwa na matatizo makubwa. Kutoka kwa mtazamo wa kanuni za transistor, kufikia mzunguko wa juu na nguvu inahitaji voltage ya kuvunjika kwa eneo la mtoza iwe juu, na upinzani wa mfululizo uwe chini, kumaanisha voltage ya kueneza inapaswa kuwa ndogo. Ya kwanza inahitaji upinzani wa juu katika nyenzo za mtoza, wakati mwisho huo unahitaji kupinga chini, ambayo hujenga kupingana. Kupunguza unene wa eneo la mtoza ili kupunguza ukinzani wa mfululizo kungefanya kaki ya silicon kuwa nyembamba sana na dhaifu kwa usindikaji, na kupunguza upinzani kunaweza kukinzana na hitaji la kwanza. Maendeleo ya teknolojia ya epitaxial ilifanikiwa kutatua suala hili. Suluhisho lilikuwa kukuza safu ya juu ya epitaxial ya resistivity kwenye substrate ya chini ya upinzani. Kifaa kinatengenezwa kwenye safu ya epitaxial, kuhakikisha voltage ya juu ya kuvunjika kwa transistor, wakati substrate ya chini ya upinzani inapunguza upinzani wa msingi na kupunguza voltage ya kueneza, kutatua utata kati ya mahitaji mawili.
Zaidi ya hayo, teknolojia za epitaxial za semiconductors kiwanja cha III-V na II-VI kama vile GaAs, GaN, na nyinginezo, ikiwa ni pamoja na awamu ya mvuke na epitaksi ya awamu ya kioevu, zimeona maendeleo makubwa. Teknolojia hizi zimekuwa muhimu kwa utengenezaji wa vifaa vingi vya microwave, optoelectronic, na nguvu. Hasa, mbinu kama vile epitaksi ya boriti ya molekuli (MBE) na uwekaji wa mvuke wa kemikali-hai ya metali (MOCVD) zimetumiwa kwa ufanisi kwa tabaka nyembamba, miinuko mikubwa, visima vya quantum, superlattices zilizochujwa, na tabaka nyembamba za epitaxial za kiwango cha atomiki, na kuweka msingi thabiti wa maendeleo ya nyanja mpya za semiconductor kama vile "uhandisi wa bendi."
Katika matumizi ya vitendo, vifaa vingi vya semicondukta za upana-bendi hutengenezwa kwenye tabaka za epitaxial, na nyenzo kama vile silicon carbide (SiC) vikitumika kama vitenge. Kwa hiyo, kudhibiti safu ya epitaxial ni jambo muhimu katika sekta ya semiconductor ya upana-bendi.
Teknolojia ya Epitaxy: Sifa Saba Muhimu
1. Epitaxy inaweza kukua safu ya juu (au ya chini) ya kupinga kwenye substrate ya chini (au ya juu) ya kupinga.
2. Epitaksi huruhusu ukuaji wa tabaka za epitaxial za aina ya N (au P) kwenye substrates za aina ya P (au N), na kutengeneza moja kwa moja makutano ya PN bila masuala ya fidia yanayotokea wakati wa kutumia utengamano ili kuunda makutano ya PN kwenye substrate moja ya fuwele.
3. Inapounganishwa na teknolojia ya mask, ukuaji wa epitaxial unaochaguliwa unaweza kufanywa katika maeneo maalum, kuwezesha utengenezaji wa nyaya na vifaa vilivyounganishwa na miundo maalum.
4. Ukuaji wa Epitaxial huruhusu udhibiti wa aina na viwango vya doping, na uwezo wa kufikia mabadiliko ya ghafla au ya polepole katika mkusanyiko.
5. Epitaxy inaweza kukua tofauti, safu nyingi, misombo ya vipengele vingi na nyimbo za kutofautiana, ikiwa ni pamoja na tabaka nyembamba zaidi.
6. Ukuaji wa epitaxial unaweza kutokea kwa halijoto iliyo chini ya kiwango myeyuko wa nyenzo, kwa kasi ya ukuaji inayoweza kudhibitiwa, ikiruhusu usahihi wa kiwango cha atomiki katika unene wa safu.
7. Epitaksi huwezesha ukuaji wa tabaka moja za fuwele za nyenzo ambazo haziwezi kuvutwa ndani ya fuwele, kama vile GaN na semiconductors kiwanja cha ternary/quaternary.
Tabaka mbalimbali za Epitaxial na Michakato ya Epitaxial
Kwa muhtasari, tabaka za epitaxial hutoa muundo wa fuwele unaodhibitiwa kwa urahisi zaidi na kamilifu kuliko substrates za wingi, ambazo ni za manufaa kwa maendeleo ya vifaa vya juu.
Muda wa kutuma: Dec-24-2024