ហេតុអ្វីបានជាឧបករណ៍ Semiconductor ត្រូវការ "ស្រទាប់ Epitaxial"

ប្រភពដើមនៃឈ្មោះ "Epitaxial Wafer"

ការរៀបចំ wafer មានពីរជំហានសំខាន់: ការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោមនិងដំណើរការ epitaxial ។ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានផលិតពីវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយរបស់ semiconductor ហើយជាធម្មតាត្រូវបានដំណើរការដើម្បីផលិតឧបករណ៍ semiconductor ។ វាក៏អាចឆ្លងកាត់ដំណើរការ epitaxial ដើម្បីបង្កើតជា epitaxial wafer ។ Epitaxy សំដៅលើដំណើរការនៃការរីកលូតលាស់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយថ្មីនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយដែលបានដំណើរការដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។ គ្រីស្តាល់តែមួយថ្មីអាចមានវត្ថុធាតុដូចគ្នាទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម (អេពីតាស៊ីសដូចគ្នា) ឬវត្ថុធាតុផ្សេងគ្នា (អេពីតាស៊ីសដូចគ្នា)។ ចាប់តាំងពីស្រទាប់គ្រីស្តាល់ថ្មីលូតលាស់ស្របនឹងការតំរង់ទិសគ្រីស្តាល់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម វាត្រូវបានគេហៅថាស្រទាប់ epitaxial ។ wafer ដែលមានស្រទាប់ epitaxial ត្រូវបានគេហៅថា wafer epitaxial (epitaxial wafer = ស្រទាប់ epitaxial + substrate) ។ ឧបករណ៍ដែលប្រឌិតនៅលើស្រទាប់ epitaxy ត្រូវបានគេហៅថា "ទៅមុខ epitaxy" ខណៈពេលដែលឧបករណ៍ដែលប្រឌិតនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានគេហៅថា "reverse epitaxy" ដែលស្រទាប់ epitaxy បម្រើតែជាជំនួយប៉ុណ្ណោះ។

Epitaxy ដូចគ្នានិងតំណពូជ

▪Epitaxy ដូចគ្នា៖ស្រទាប់ epitaxial និងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានធ្វើពីសម្ភារៈដូចគ្នា: ឧ, Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP។

▪Epitaxy ខុសធម្មតា៖ស្រទាប់ epitaxial និងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុផ្សេងៗគ្នា៖ ឧ, Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC ជាដើម។

ប៉ូឡូញ Wafers

តើ Epitaxy ដោះស្រាយបញ្ហាអ្វីខ្លះ?

សមា្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយដុំតែមួយមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបំពេញតម្រូវការស្មុគស្មាញកាន់តែខ្លាំងឡើងនៃការផលិតឧបករណ៍ semiconductor ។ ដូច្នេះហើយ នៅចុងឆ្នាំ 1959 បច្ចេកទេសលូតលាស់នៃសម្ភារៈគ្រីស្តាល់ស្តើងដែលគេស្គាល់ថាជា epitaxy ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ប៉ុន្តែតើបច្ចេកវិទ្យា epitaxial ជាពិសេសជួយដល់ការរីកចម្រើននៃសម្ភារៈយ៉ាងដូចម្តេច? សម្រាប់ស៊ីលីកុន ការវិវឌ្ឍន៍នៃអេពីតាស៊ីស៊ីលីកុនបានកើតឡើងនៅពេលដ៏សំខាន់មួយ នៅពេលដែលការប្រឌិតនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុនដែលមានថាមពលខ្ពស់ដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់ប្រឈមមុខនឹងការលំបាកយ៉ាងខ្លាំង។ តាមទស្សនៈនៃគោលការណ៍នៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ការសម្រេចបាននូវប្រេកង់ និងថាមពលខ្ពស់តម្រូវឱ្យវ៉ុលបំបែកនៃតំបន់ប្រមូលមានកម្រិតខ្ពស់ ហើយភាពធន់នៃស៊េរីមានកម្រិតទាប មានន័យថាវ៉ុលតិត្ថិភាពគួរតែតូច។ អតីតទាមទារភាពធន់ខ្ពស់នៅក្នុងសម្ភារៈប្រមូល ខណៈពេលដែលវត្ថុក្រោយទាមទារភាពធន់ទាប ដែលបង្កើតភាពផ្ទុយគ្នា។ ការកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃតំបន់ប្រមូលដើម្បីកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងស៊េរីនឹងធ្វើឱ្យស៊ីលីកុន wafer ស្តើងពេក និងមានភាពផុយស្រួយសម្រាប់ដំណើរការ ហើយការបន្ថយភាពធន់នឹងផ្ទុយទៅនឹងតម្រូវការដំបូង។ ការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា epitaxial បានដោះស្រាយបញ្ហានេះដោយជោគជ័យ។ ដំណោះស្រាយគឺដើម្បីបណ្តុះស្រទាប់ epitaxial ដែលមានភាពធន់ទ្រាំខ្ពស់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមធន់ទ្រាំទាប។ ឧបករណ៍នេះត្រូវបានប្រឌិតនៅលើស្រទាប់ epitaxial ធានាបាននូវតង់ស្យុងបំបែកខ្ពស់នៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រខណៈពេលដែលស្រទាប់ខាងក្រោមធន់ទ្រាំនឹងទាបកាត់បន្ថយការតស៊ូមូលដ្ឋាននិងបន្ថយវ៉ុលតិត្ថិភាពដោះស្រាយភាពផ្ទុយគ្នារវាងតម្រូវការទាំងពីរ។

លើសពីនេះ បច្ចេកវិទ្យាអេពីតាស៊ីសៀសម្រាប់ III-V និង II-VI សមាសធាតុ semiconductors ដូចជា GaAs, GaN និងផ្សេងទៀត រួមទាំងដំណាក់កាលចំហាយ និងដំណាក់កាលរាវ epitaxy បានឃើញការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះបានក្លាយជាកត្តាចាំបាច់សម្រាប់ការផលិតមីក្រូវ៉េវ អុបតូអេឡិចត្រូនិច និងឧបករណ៍ថាមពល។ ជាពិសេស បច្ចេកទេសដូចជា អេពីតាស៊ី ធ្នឹមម៉ូលេគុល (MBE) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីគីមីសរីរាង្គ (MOCVD) ត្រូវបានអនុវត្តដោយជោគជ័យលើស្រទាប់ស្តើង superlattices អណ្តូងរ៉ែ quantum strattices superlattices និងស្រទាប់ epitaxial ស្តើងខ្នាតអាតូម ដោយដាក់គ្រឹះដ៏រឹងមាំសម្រាប់ ការអភិវឌ្ឍនៃវិស័យ semiconductor ថ្មីដូចជា "វិស្វកម្មក្រុមតន្រ្តី" ។

នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ឧបករណ៍ semiconductor ភាគច្រើនត្រូវបានប្រឌិតនៅលើស្រទាប់ epitaxial ជាមួយនឹងសម្ភារៈដូចជា silicon carbide (SiC) ត្រូវបានប្រើជាស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដូច្នេះការគ្រប់គ្រងស្រទាប់ epitaxial គឺជាកត្តាសំខាន់នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម semiconductor ដែលមានទំហំធំទូលាយ។

បច្ចេកវិទ្យា Epitaxy: លក្ខណៈពិសេសសំខាន់ៗចំនួនប្រាំពីរ

1. Epitaxy អាចលូតលាស់ស្រទាប់ធន់ទ្រាំខ្ពស់ (ឬទាប) នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមធន់ទ្រាំទាប (ឬខ្ពស់) ។

2. Epitaxy អនុញ្ញាតឱ្យការលូតលាស់នៃស្រទាប់ epitaxial ប្រភេទ N (ឬ P) នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមប្រភេទ P (ឬ N) បង្កើតជាប្រសព្វ PN ដោយផ្ទាល់ដោយគ្មានបញ្ហាសំណងដែលកើតឡើងនៅពេលប្រើការសាយភាយដើម្បីបង្កើតប្រសព្វ PN នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយ។

3. នៅពេលដែលរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យារបាំង ការលូតលាស់នៃ epitaxial ដែលអាចជ្រើសរើសបានអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា និងឧបករណ៍ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធពិសេស។

4. ការលូតលាស់របស់ epitaxial អនុញ្ញាតឱ្យគ្រប់គ្រងប្រភេទសារធាតុ doping និងការប្រមូលផ្តុំ ដោយមានសមត្ថភាពសម្រេចបាននូវការផ្លាស់ប្តូរភ្លាមៗ ឬបន្តិចម្តងៗនៅក្នុងការផ្តោតអារម្មណ៍។

5. Epitaxy អាចលូតលាស់ចម្រុះ ពហុស្រទាប់ សមាសធាតុចម្រុះ ជាមួយនឹងសមាសធាតុអថេរ រួមទាំងស្រទាប់ស្តើងជ្រុល។

6. ការលូតលាស់របស់ epitaxial អាចកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពខាងក្រោមចំណុចរលាយនៃសម្ភារៈ ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពជាក់លាក់កម្រិតអាតូមិចក្នុងកម្រាស់ស្រទាប់។

7. Epitaxy អនុញ្ញាតឱ្យមានការលូតលាស់នៃស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយនៃវត្ថុធាតុដែលមិនអាចទាញចូលទៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដូចជា GaN និង ternary/quaternary compound semiconductors ។

ស្រទាប់ Epitaxial ផ្សេងៗ និងដំណើរការ Epitaxial

សរុបមក ស្រទាប់ epitaxial ផ្តល់នូវរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលអាចគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងងាយស្រួល និងល្អឥតខ្ចោះជាងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈកម្រិតខ្ពស់។