Oriġini tal-Isem "Wejfer Epitassjali"
Il-preparazzjoni tal-wejfer tikkonsisti f'żewġ passi ewlenin: preparazzjoni tas-sottostrat u proċess epitassjali. Is-sottostrat huwa magħmul minn materjal ta 'kristall wieħed semikonduttur u huwa tipikament ipproċessat biex jipproduċi apparati semikondutturi. Jista 'wkoll jgħaddi minn proċessar epitassjali biex jifforma wejfer epitassjali. Epitaxy tirreferi għall-proċess tat-tkabbir ta 'saff ta' kristall wieħed ġdid fuq sottostrat ta 'kristall wieħed ipproċessat bir-reqqa. Il-kristall wieħed il-ġdid jista 'jkun tal-istess materjal bħas-sottostrat (epitassija omoġenja) jew materjal differenti (epitassija eteroġenja). Peress li s-saff tal-kristall il-ġdid jikber f'allinjament mal-orjentazzjoni tal-kristall tas-sottostrat, jissejjaħ saff epitassjali. Il-wejfer bis-saff epitassjali jissejjaħ wejfer epitassjali (wejfer epitassjali = saff epitassjali + substrat). Apparati fabbrikati fuq is-saff epitassjali jissejħu "epitassja 'l quddiem", filwaqt li apparati fabbrikati fuq is-sottostrat jissejħu "epitassija inversa", fejn is-saff epitassjali jservi biss bħala appoġġ.
Epitassija Omoġenja u Eteroġenja
▪Epitassija Omoġenja:Is-saff epitassjali u s-sottostrat huma magħmula mill-istess materjal: eż., Si/Si, GaAs/GaAs, GaP/GaP.
▪Epitassija Eteroġenja:Is-saff epitassjali u s-sottostrat huma magħmula minn materjali differenti: eż., Si/Al₂O₃, GaS/Si, GaAlAs/GaAs, GaN/SiC, eċċ.
Wejfers illustrati
Liema Problemi Issolvi Epitaxy?
Materjali tal-kristall wieħed bl-ingrossa waħedhom mhumiex biżżejjed biex jissodisfaw it-talbiet dejjem aktar kumplessi tal-fabbrikazzjoni tal-apparat semikonduttur. Għalhekk, fl-aħħar tal-1959, ġiet żviluppata t-teknika tat-tkabbir tal-materjal tal-kristall wieħed irqiq magħrufa bħala epitaxy. Imma kif it-teknoloġija epitassjali speċifikament għenet l-avvanz tal-materjali? Għas-silikon, l-iżvilupp tal-epitassija tas-silikon seħħ fi żmien kritiku meta l-fabbrikazzjoni ta 'transistors tas-silikon ta' frekwenza għolja u ta 'qawwa għolja ffaċċjat diffikultajiet sinifikanti. Mill-perspettiva tal-prinċipji tat-transistor, il-kisba ta 'frekwenza għolja u qawwa teħtieġ li l-vultaġġ tat-tqassim tar-reġjun tal-kollettur ikun għoli, u r-reżistenza tas-serje tkun baxxa, li jfisser li l-vultaġġ ta' saturazzjoni għandu jkun żgħir. L-ewwel jeħtieġ reżistenza għolja fil-materjal tal-kollettur, filwaqt li l-aħħar jeħtieġ reżistenza baxxa, li toħloq kontradizzjoni. It-tnaqqis tal-ħxuna tar-reġjun tal-kollettur biex titnaqqas ir-reżistenza tas-serje tagħmel il-wejfer tas-silikon irqiq u fraġli wisq għall-ipproċessar, u t-tnaqqis tar-reżistività tkun f'kunflitt mal-ewwel rekwiżit. L-iżvilupp tat-teknoloġija epitassjali solvuta b'suċċess din il-kwistjoni. Is-soluzzjoni kienet li jikber saff epitassjali ta 'reżistività għolja fuq sottostrat ta' reżistività baxxa. L-apparat huwa fabbrikat fuq is-saff epitassjali, li jiżgura l-vultaġġ għoli tat-tqassim tat-transistor, filwaqt li s-sottostrat ta 'reżistenza baxxa jnaqqas ir-reżistenza bażi u jbaxxi l-vultaġġ ta' saturazzjoni, u jsolvi l-kontradizzjoni bejn iż-żewġ rekwiżiti.
Barra minn hekk, it-teknoloġiji epitassjali għal semikondutturi komposti III-V u II-VI bħal GaAs, GaN, u oħrajn, inklużi epitassi tal-fażi tal-fwar u tal-fażi likwida, raw avvanzi sinifikanti. Dawn it-teknoloġiji saru essenzjali għall-fabbrikazzjoni ta 'ħafna apparati microwave, optoelettroniċi u tal-enerġija. B'mod partikolari, tekniki bħall-epitassija tar-raġġ molekulari (MBE) u d-depożizzjoni tal-fwar kimiku organiku tal-metall (MOCVD) ġew applikati b'suċċess għal saffi rqaq, superlattices, bjar kwantiċi, superlattices strained, u saffi epitassjali irqaq fuq skala atomika, li jistabbilixxu bażi solida għal l-iżvilupp ta 'oqsma semikondutturi ġodda bħal "inġinerija tal-banda".
F'applikazzjonijiet prattiċi, il-biċċa l-kbira tal-apparati semikondutturi b'bandgap wiesgħa huma fabbrikati fuq saffi epitassjali, b'materjali bħal karbur tas-silikon (SiC) jintużaw biss bħala sottostrati. Għalhekk, il-kontroll tas-saff epitassjali huwa fattur kritiku fl-industrija tas-semikondutturi ta 'bandgap wiesa'.
Teknoloġija Epitaxy: Seba Karatteristiċi Ewlenin
1. Epitaxy tista 'tikber saff ta' reżistenza għolja (jew baxxa) fuq sottostrat ta 'reżistività baxxa (jew għolja).
2. Epitaxy tippermetti t-tkabbir ta 'saffi epitassjali tat-tip N (jew P) fuq sottostrati tat-tip P (jew N), li jiffurmaw direttament junction PN mingħajr il-kwistjonijiet ta' kumpens li jinqalgħu meta tuża t-tixrid biex toħloq junction PN fuq substrat ta 'kristall wieħed.
3. Meta kkombinat mat-teknoloġija tal-maskra, it-tkabbir epitassjali selettiv jista 'jsir f'żoni speċifiċi, li jippermetti l-fabbrikazzjoni ta' ċirkwiti u apparati integrati bi strutturi speċjali.
4. It-tkabbir epitassjali jippermetti l-kontroll tat-tipi u l-konċentrazzjonijiet tad-doping, bil-kapaċità li jinkisbu bidliet f'daqqa jew gradwali fil-konċentrazzjoni.
5. L-epitassija tista 'tikber komposti eteroġeni, b'ħafna saffi, b'ħafna komponenti b'kompożizzjonijiet varjabbli, inklużi saffi ultra-rqaq.
6. It-tkabbir epitassjali jista 'jseħħ f'temperaturi taħt il-punt tat-tidwib tal-materjal, b'rata ta' tkabbir kontrollabbli, li tippermetti preċiżjoni fil-livell atomiku fil-ħxuna tas-saff.
7. Epitaxy tippermetti t-tkabbir ta 'saffi ta' kristall wieħed ta 'materjali li ma jistgħux jinġibdu fi kristalli, bħal GaN u semikondutturi komposti ternarji/kwaternarji.
Diversi Saffi Epitassjali u Proċessi Epitassjali
Fil-qosor, is-saffi epitassjali joffru struttura tal-kristall aktar faċilment ikkontrollata u perfetta minn sottostrati bl-ingrossa, li hija ta 'benefiċċju għall-iżvilupp ta' materjali avvanzati.
Ħin tal-post: Diċ-24-2024