Substrate နှင့် Epitaxy- Semiconductor ထုတ်လုပ်မှုတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍများ

နိဒါန်း- ခေတ်မီချစ်ပ်ပြားများ၏ မဏ္ဍိုင်နှစ်ခု

အဆင့်မြင့်ချစ်ပ်တစ်ခုသည် မြန်နှုန်းမြင့်တွက်ချက်မှုနှင့် ပါဝါမြင့်မားမှုကို မည်သို့ရရှိသည်ကို အမှန်တကယ်နားလည်ရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ၎င်း၏ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းပုံ၏ အခြေခံမဏ္ဍိုင်နှစ်ခုဖြစ်သည့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလွှာနှင့် epitaxial ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်တို့ကို စူးစမ်းလေ့လာရမည်ဖြစ်သည်။

ရိုးရိုးရှင်းရှင်းပြောရလျှင် အလွှာသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပံ့ပိုးမှုနှင့် အပူငွေ့ပျံ့စေရန်အတွက် "အခြေခံ" ကို ထောက်ပံ့ပေးပြီး epitaxial အလွှာသည် အဆိုပါ "ဖောင်ဒေးရှင်း" ပေါ်တွင် စေ့စပ်သေချာစွာ တည်ဆောက်ထားသည့် "တက်ကြွသောအလွှာ" ဖြစ်သည်။ အခေါ်အဝေါ်နှစ်ခုသည် ဇာတ်ကောင်တစ်ခုတည်းဖြင့် ကွဲပြားသော်လည်း ၎င်းတို့တွင် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းပုံ၊ တီထွင်ဖန်တီးမှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် လုပ်ငန်းဆိုင်ရာအခန်းကဏ္ဍများတွင် အခြေခံကွဲပြားမှုများရှိသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် ၎င်းတို့၏ နည်းပညာပိုင်းခြားနားချက်များ၊ အဓိက ကန့်သတ်ချက်များ၊ နှင့် နောက်ဆုံးစက်ပစ္စည်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် အဆုံးအဖြတ်သက်ရောက်မှုများကို စနစ်တကျ အကြမ်းဖျင်းဖော်ပြပါမည်။

I. Semiconductor Substrate ဆိုတာ ဘာလဲ ။  

[ဤကဏ္ဍ၏ အဓိကနိဂုံးချုပ်]- တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလွှာသည် စက်၏ "အရိုးစု" နှင့် "အပူစုပ်ခွက်" အဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ သန့်စင်မှုမြင့်သော တစ်ခုတည်းသော-သလင်းခဲဆီလီကွန် (Si) သည် စားသုံးသူစျေးကွက်ကို လွှမ်းမိုးထားသော်လည်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) သည် ၎င်း၏ မြင့်မားသောအပူစီးကူးမှု 4.9 W/cm·K သည် လျှပ်စစ်ကားများနှင့် ဗို့အားမြင့်အပလီကေးရှင်းများအတွက် မရှိမဖြစ်ရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်လာသည်။

ဆီမီးကွန်ဒတ်တာအလွှာများသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ ကိရိယာအားလုံးနီးပါး၏ တည်ဆောက်ပုံနှင့် အပူအအေးအခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်သည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ၎င်းတို့သည် အသေးစားနှင့် nanostructures များကို ပံ့ပိုးပေးသည့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ platform အဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ ထို့ထက် ပိုအရေးကြီးသည်မှာ၊ ၎င်းတို့သည် နောက်ပိုင်းတွင် အပ်နှံထားသော အလွှာများ၏ ပုံဆောင်ခဲ တိမ်းညွှတ်မှုနှင့် တည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ခိုင်မာမှုကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် စဉ်ဆက်မပြတ် သလင်းကျောက်ပြားပုံစံ ပုံစံကို ပေးဆောင်သည်။

လျှောက်လွှာလိုအပ်ချက်များအပေါ် မူတည်၍ အလွှာပစ္စည်းများသည် သလင်းကျောက်တစ်ခုတည်း၊ polycrystalline သို့မဟုတ် amorphous ပင်ဖြစ်နိုင်သည်။ သို့သော်၊ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အီလက်ထရွန်နစ် စက်ပစ္စည်းများသည် သယ်ဆောင်သွားလာမှုကို ဟန့်တားသည့် စပါးနယ်နိမိတ်များနှင့် ချို့ယွင်းချက်များကို လျှော့ချရန်အတွက် သန့်စင်မြင့်မားသော တစ်ခုတည်းသော သလင်းကျောက်တွင်းများပေါ်တွင် လုံးလုံးနီးပါး အားကိုးပါသည်။

1.1 Mainstream Substrate အမျိုးအစားများနှင့် ၎င်းတို့၏ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ

အရွယ်အစားကြီးမားသော အလွှာ၏ရွေးချယ်မှုသည် စက်ပစ္စည်းစွမ်းဆောင်ရည်၊ ထုတ်လုပ်မှုအထွက်နှုန်းနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ဖွဲ့စည်းပုံတို့ကို တိုက်ရိုက်အကျိုးသက်ရောက်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းသည် အဓိကအားဖြင့် အလွှာသုံးလွှာကို အဓိကအသုံးပြုသည်-

• ဆီလီကွန်အလွှာ: Czochralski (CZ) သို့မဟုတ် Float Zone (FZ) နည်းလမ်းများဖြင့် စိုက်ပျိုးထားသော တစ်ခုတည်းသော သလင်းခဲဆီလီကွန် (Si) သည် ယနေ့တိုင် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ပကတိပင်မရေစီးကြောင်းအဖြစ် တည်ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ ၎င်း၏အားသာချက်များမှာ ထူးခြားသောကုန်ကျစရိတ်ထိရောက်မှု၊ မြင့်မားသောစက်ပိုင်းဆိုင်ရာကြံ့ခိုင်မှုနှင့် 300 မီလီမီတာ (12 လက်မ) အထိ ချဲ့ထွင်နိုင်သည်။ ၎င်းကို သုံးစွဲသူအဆင့် ပရိုဆက်ဆာများ၊ မန်မိုရီကိရိယာများနှင့် စံဆိုလာဆဲလ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုသည်။
• Wide-Bandgap အလွှာများ (ဆီလီကွန်ကာဗိုက်နှင့် နီလာ): ပါဝါနှင့် ကြိမ်နှုန်းလိုအပ်ချက်များသည် ဆီလီကွန်၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကန့်သတ်ချက်များကို ကျော်လွန်သောအခါ၊ ကျယ်ပြန့်သောကြိုးဝိုင်းပစ္စည်းများသည် မလွှဲမရှောင်သာ ရွေးချယ်မှုဖြစ်လာသည်။
• ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC): ထူးထူးခြားခြား အပူစီးကူးနိုင်မှု (ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 3.7 မှ 4.9 W/cm·K[1]) နှင့် မြင့်မားသောပြိုကွဲလျှပ်စစ်စက်ကွင်းအား ခိုင်ခံ့မှုတို့ဖြင့်၊ ၎င်းသည် လျှပ်စစ်ကား (EV) အင်ဗာတာများနှင့် ဗို့အားမြင့်ဓာတ်အားလိုင်းများအတွက် စံပြရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
• နီလာ (Al₂O₃): အလွန်ကောင်းမွန်သော optical ပွင့်လင်းမြင်သာမှုနှင့် dielectric အထီးကျန်ဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် ၎င်းကို အပြာရောင်/ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် LED များနှင့် အထူးပြု RF SOI အက်ပ်လီကေးရှင်းများတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုပါသည်။
• Quartz အလွှာ: ၎င်း၏ အလွန်မြင့်မားသော ဓာတုဗေဒ အားနည်းမှု၊ အပူချဲ့ထွင်မှု အလွန်နည်းသော ကိန်းဂဏန်းနှင့် အလင်းပြန်မှု သန့်စင်မှု မြင့်မားမှုကြောင့်၊ ၎င်းကို အဆင့်မြင့် အလင်းကြည့် အစိတ်အပိုင်းများ၊ မျက်နှာဖုံးကွက်လပ်များနှင့် အထူးပြု အာရုံခံကိရိယာများတွင် အဓိက အသုံးပြုပါသည်။

1.2 အလွှာများ၏ ပင်မလုပ်ဆောင်ချက် နှစ်ခု- ပံ့ပိုးမှု နှင့် အပူကို ပြေပျောက်စေခြင်း။

အမှန်တကယ် စက်လည်ပတ်မှုအတွင်း၊ အစုလိုက်အလွှာများသည် အစားထိုး၍မရသောသော့လုပ်ဆောင်ချက်နှစ်ခုကို လုပ်ဆောင်သည်-

စက်ပိုင်းဆိုင်ရာပံ့ပိုးမှု: ပြင်းထန်သောအပူစက်ဘီးစီးခြင်း၊ လေဟာနယ်မြင့်မားသော ဓာတုဖြစ်စဉ်များ၊ wafer ကိုင်တွယ်ခြင်းနှင့် နောက်ကျောထုပ်ပိုးမှုအတွင်း ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ တောင့်တင်းမှုကို ပေးစွမ်းပြီး wafer ကွဲထွက်ခြင်းနှင့် အရိုးကျိုးခြင်းများကို ထိရောက်စွာ ကာကွယ်ပေးပါသည်။

အပူစီးဆင်းခြင်း (Heat Dissipation): ခေတ်မီချစ်ပ်များသည် ကြီးမားသော ဒေသန္တရအပူအအေးဓာတ်ကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။ အစုလိုက် ဆီလီကွန်အလွှာများသည် တိုက်ရိုက်အပူစုပ်ခွက်များ၊ လမ်းဆုံဒေသ၏ အပူလွန်ကဲခြင်းနှင့် အပူလွန်ကဲခြင်းတို့ကို တားဆီးရန် အပြင်ဘက်သို့ အပူများကို စုပ်ယူပေးသည်။

II Semiconductor Epitaxial Growth ဆိုတာဘာလဲ။ (စွမ်းဆောင်ရည်-မောင်းနှင်သော တက်ကြွသောအလွှာ)

[ဤကဏ္ဍ၏ အဓိကနိဂုံးချုပ်]- epitaxial အလွှာသည် "ချစ်ပ်တစ်ခု၏ စွမ်းဆောင်ရည်" ဖြစ်သည်။ CVD/MOCVD သည် အကြီးစားစက်မှုလုပ်ငန်းထုတ်လုပ်မှုကို ကိုင်တွယ်ဆောင်ရွက်ပြီး MBE (Molecular Beam Epitaxy) သည် အက်တမ်အဆင့် တိကျမှုဖြင့် အလွန်စောက်ပတ်သော အင်တာဖေ့စ်များကို လုပ်ဆောင်ပေးပါသည်။ epitaxial နည်းပညာမပါဘဲ၊ 5G မီလီမီတာ-လှိုင်းရေဒါနှင့် ဗို့အားမြင့် MOSFET များ၏ ခံနိုင်ရည်အလွန်နည်းသော မဖြစ်နိုင်ပါ။

အလွှာသည် တည်ငြိမ်သော အခြေခံအုတ်မြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသော်လည်း အစုလိုက် ကြီးထွားလာသော ပုံဆောင်ခဲများတွင် သေးငယ်သောချို့ယွင်းချက်များ၊ သဘာဝအညစ်အကြေးများနှင့် ပုံသေလျှပ်စစ်လက္ခဏာများ မလွဲမသွေပါရှိသည်။ အလွန်လျင်မြန်ပြီး ထိရောက်မှု မြင့်မားသော စက်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ထုတ်လုပ်သူများသည် ပစ်မှတ်အလွှာတစ်ခုပေါ်သို့ အလွန်သန့်ရှင်းပြီး ပါးလွှာသော ပုံဆောင်ခဲအလွှာများကို ထိန်းချုပ်ထားသည့် epitaxy ကို အသုံးပြုထားသည်။

epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ အခိုးအငွေ့ သို့မဟုတ် မော်လီကျူးအလင်းတန်းများမှ အက်တမ်များကို အပူပေးထားသော အလွှာမျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ စိမ့်ဝင်စေပြီး အရင်းခံပုံဆောင်ခဲ ရာဇမတ်ကွက်များနှင့် လုံး၀ လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေသည်။ ထွက်ပေါ်လာသော epitaxial wafer သည် အလွန်မြင့်မားသော crystal သန့်စင်မှုကို ပြသသည်၊ ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် အစုလိုက်အလွှာ၏ ပမာဏထက် များစွာနိမ့်သော ပြင်းအားအမှာစာများဖြစ်သည်။

2.1 ပင်မ Epitaxial Deposition နည်းပညာများနှင့် စက်ပစ္စည်းများ

ခေတ်မီ epitaxial ကြီးထွားမှုသည် အောက်ပါအဆင့်မြင့်နည်းလမ်းများဖြင့် အဓိကအားဖြင့် အောင်မြင်သည်-

• Chemical Vapor Deposition (CVD/MOCVD): တူညီသောသလင်းခဲအလွှာတစ်ခုအဖြစ် အပူပေးထားသော wafer ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဓာတ်ငွေ့ရှေ့ပြေးအရာများသည် ပြိုကွဲသွားပါသည်။ ယင်းတို့အထဲတွင် သတ္တု-အော်ဂဲနစ်ဓာတုအငွေ့များ ပေါက်ကြားမှု (MOCVD) သည် III-V ဒြပ်ပေါင်းများနှင့် ကျယ်ပြန့်သော ကြိုးဝိုင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းတို့၏ epitaxial ကြီးထွားမှုအတွက် လုပ်ငန်းစံနှုန်းဖြစ်သည်။

• Molecular Beam Epitaxy (MBE)− အလွန်မြင့်မားသော လေဟာနယ် (UHV) ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ဆောင်ရွက်ထားသောကြောင့်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အက်တမ်-အလွှာ၏ တိကျသော အပူအလင်းတန်းတစ်ခုအား မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ညွှန်ပြခြင်းဖြင့်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အလွန်မတ်စောက်သော အင်တာဖေ့စ် gradient များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ၎င်းသည် ကွမ်တမ်ရေတွင်းများကဲ့သို့သော အလွန်ကောင်းမွန်သော အဆောက်အဦများအတွက် သင့်လျော်သည်။

အရည်အသွေးမြင့် epitaxial deposition သည် တိကျသောလုပ်ငန်းစဉ်ထိန်းချုပ်မှုအပေါ်သာမကဘဲ SiC-coated graphite substrates ကဲ့သို့) ဓာတ်ပြုခန်းအတွင်းရှိ အဓိကအစိတ်အပိုင်းများ၏ သက်တမ်းစီမံခန့်ခွဲမှုအပေါ်လည်း မူတည်ပါသည်။

2.2 Epitaxial နည်းပညာဖြင့် ဖွင့်ထားသော အဆင့်မြင့် အပလီကေးရှင်းများ

Epitaxy သည် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ပစ္စည်းများဖြင့် မအောင်မြင်နိုင်သော စက်ပစ္စည်းဗိသုကာများကို ဖွင့်ပေးသည်-

• ဆီလီကွန်-ဂျာမနီယမ် Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe HBT)- အခြေခံဒေသရှိ အလွန်ပါးလွှာသော SiGe epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားလာစေပြီး ကြိမ်နှုန်းမြင့်တုံ့ပြန်မှုမြန်နှုန်းကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးပါသည်။
• တင်းမာသော ဆီလီကွန်နည်းပညာ: SiGe ရာဇမတ်ကွက်ပေါ်တွင် ပါးလွှာသော ဆီလီကွန်အလွှာကို အပ်နှံခြင်းသည် ဆန့်နိုင်အား သို့မဟုတ် ဖိသိပ်မှုဖြစ်စေသော တင်းမာမှုကိုဖြစ်စေပြီး သယ်ဆောင်သွားလာနိုင်စွမ်းကို တိုးမြင့်စေသည် (n-FETs တွင် အီလက်ထရွန်များ ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် p-FETs များတွင် အပေါက်ရွေ့လျားမှုကို မြှင့်တင်ထားသည်)။
• Selective Epitaxial Growth (SEG)- ခေတ်မီ FinFET နှင့် Gate-All-All-Around (GAA) ဗိသုကာများတွင်၊ အရင်းအမြစ်/ရေစီးကြောင်းဒေသများရှိ ရွေးချယ်ထားသော Si/SiGe epitaxial ကြီးထွားမှုသည် အဆက်အသွယ်ခံနိုင်ရည်ကို လျှော့ချပေးပြီး saturation current ကို တိုးစေသည်။

semiconductor epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်၏ အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်ကို ကိုးကားရန်-semiconductor epitaxy ဖြစ်စဉ်ဆိုတာဘာလဲ။

III Substrate နှင့် Epitaxial Wafer- သော့ကွဲပြားမှုများ၏ ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်

[ဤကဏ္ဍ၏သော့ချက်နိဂုံး]- ၎င်းတို့နှစ်ခုကြားကို ပိုင်းခြားရန် တိုက်ရိုက်အရှိဆုံးနည်းလမ်းမှာ ၎င်းတို့၏ "လုပ်ငန်းဆောင်တာများ" ကို ဆန်းစစ်ရန်ဖြစ်သည်—အလွှာသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် အပူလှိုင်းများကို ခံနိုင်ရည်ရှိရန် တာဝန်ရှိပြီး၊ epitaxial အလွှာသည် လက်ရှိနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းများကို ခံနိုင်ရည်ရှိရန် တာဝန်ရှိသော်လည်း၊ ချို့ယွင်းလွယ်သောဒေသမှ တက်ကြွသောဒေသကို ခွဲထုတ်ခြင်းဖြင့်၊ epitaxial wafers များသည် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်ထုတ်လုပ်သည့် စက်ပစ္စည်းများထက် ပြင်းအားတစ်ခုထက် ပိုနိမ့်သော ယိုစိမ့်မှုအဆင့်ကို ရရှိသည်။

မြင်သာသောနှိုင်းယှဉ်မှုတစ်ခုအတွက်၊ အောက်ဖော်ပြပါဇယားသည် အစုလိုက်အလွှာများနှင့် epitaxial wafers များကြားတွင် အဓိကကျသောကုန်ထုတ်မှုဘောင်များအကြား အခြေခံကွာခြားချက်များကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြသည်-

IV နည်းပညာဆိုင်ရာတိုးတက်မှု- Epitaxy သည် စက်၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို အခြေခံကျကျ မည်သို့တိုးတက်စေသနည်း။

[ဤကဏ္ဍ၏ အဓိကနိဂုံးချုပ်]: အစုလိုက်အလွှာရှိ သေးငယ်သော ချို့ယွင်းချက်များနှင့် အပူဖိစီးမှုအချက်များသည် စက်ပစ္စည်းများတွင် မြင့်မားသော ယိုစိမ့်လျှပ်စီးကြောင်းနှင့် ပြိုကွဲမှုဗို့အားကို ဖြစ်ပေါ်စေသည့် "ဝှက်ထားသော လူသတ်သမားများ" ဖြစ်သည်။ epitaxial နည်းပညာ၏အနှစ်သာရမှာ "ချို့ယွင်းနေသောစက်ပိုင်းဆိုင်ရာအလွှာ" ကို "ချို့ယွင်းချက်မရှိသောတက်ကြွသောလုပ်ဆောင်မှုအလွှာ" မှဖယ်ထုတ်ခြင်းဖြစ်ပြီး၊ သို့ဖြင့်သန့်စင်သော epitaxial အလွှာအတွင်းသယ်ဆောင်သူသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကိုအထီးကျန်စေသည်။ ဤခွဲထုတ်ခြင်းဒီဇိုင်းသည် ပိုမိုမြင့်မားသောလည်ပတ်ကြိမ်နှုန်းများ၊ ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် စက်၏သက်တမ်းပိုမိုကြာရှည်မှုကို တိုက်ရိုက်ဖြစ်စေသည်—အစုအပြုံလိုက်အလွှာများကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် မည်သည့်အခါမျှမအောင်မြင်နိုင်သည့် အရည်အသွေးကောင်းသော ခုန်ပျံကျော်လွှားမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။

epitaxial နည်းပညာ၏နိဒါန်းသည် "ဖလင်အလွှာတစ်ခုထည့်ခြင်း" မျှသာမဟုတ်သော်လည်း၊ စက်ပစ္စည်း၏ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့်လျှပ်စစ်စွမ်းဆောင်မှုတွင်အရည်အသွေးကောင်းမွန်သောခုန်တက်ခြင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။

အမြင့်ဆုံး ဓာတုသန့်စင်မှုဖြင့်ပင်၊ စံပြုသော အလွှာအလွှာများတွင် မိုက်ခရိုပိုရိုစီယမ်၊ အောက်ဆီဂျင် ရွာသွန်းခြင်းနှင့် ပုံဆောင်ခဲဆွဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်မှ ကျန်ရှိသော အပူဖိစီးမှုအချက်များ မလွဲမသွေ ပါရှိသည်။ အစုလိုက်အလွှာများပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်ထုတ်လုပ်သည့် စက်ပစ္စည်းများသည် မြင့်မားသော ယိုစိမ့်သောလျှပ်စီးကြောင်းနှင့် ပြိုကွဲမှုဗို့အားကို ခံနိုင်ရည်နည်းပါးစေပါသည်။

ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ epitaxial wafers များသည် သန့်စင်ပြီး အပြစ်အနာအဆာကင်းသော epitaxial အလွှာအတွင်း သယ်ဆောင်သူသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကို ခွဲခြားထားသည်။ ချို့ယွင်းလွယ်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာအလွှာမှ အသက်ဝင်သောလုပ်ငန်းခွင်ဒေသကို ခွဲထုတ်ခြင်းဖြင့် ထုတ်လုပ်သူများသည် အောင်မြင်နိုင်သည်-

• ပိုမိုမြင့်မားသောလည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်း (ကပ်ပါးစွမ်းရည်ကိုလျှော့ချ);
• ပါဝါသုံးစွဲမှု နည်းပါးခြင်း (ယိုစိမ့်မှု လျှော့ချခြင်း);
• လွန်ကဲသောလျှပ်စစ်အပူဖိအားအောက်တွင် စက်၏သက်တမ်းပိုရှည်ပြီး ထူးခြားသောတည်ငြိမ်မှု။

ဥပမာအားဖြင့်၊ ပါဝါတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနယ်ပယ်တွင်၊ SiC တစ်သားတည်းဖြစ်သော epitaxial အလွှာ၏အရည်အသွေးသည် SiC အလွှာအမြောက်အများကို ၎င်းတို့ကိုယ်တိုင် မအောင်မြင်နိုင်သော ဗို့အားအဆင့်သတ်မှတ်ချက်နှင့် MOSFET စက်ပစ္စည်းများ၏ ပြိုကွဲမှုဗို့အားအဆင့်သတ်မှတ်မှုနှင့် ခုခံမှုအပေါ် တိုက်ရိုက်ဆုံးဖြတ်သည်။

V. အင်ဂျင်နီယာများအတွက် အစိုးရိမ်ဆုံး နည်းပညာဆိုင်ရာ ပြဿနာများ (FAQ)

(အောက်ပါမေးခွန်းများသည် အမှန်တကယ် epitaxial ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်များအတွင်း ဆီမီးကွန်ဒတ်တာထုတ်လုပ်မှုလိုင်း လုပ်ငန်းစဉ်အင်ဂျင်နီယာများ ကြုံတွေ့ရလေ့ရှိသော နည်းပညာဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုများမှ ဆင်းသက်လာပါသည်)

Q1- အခန်းတွင်း ပေါက်ကြားမှုမှလွဲ၍ epitaxial ကြီးထွားမှုအတွင်း အမှုန်အမွှားများ ရုတ်တရက် တိုးလာပါက၊ အခြားမည်သည့် အလွယ်တကူ လျစ်လျူရှုထားသော နေရာများကို စုံစမ်းစစ်ဆေးသင့်သနည်း။

A- ဒါက ပုံမှန် wafer ပြေးစဉ်မှာ အင်ဂျင်နီယာတွေ ကြုံတွေ့ရတဲ့ အခက်ခဲဆုံး မမျှော်လင့်ထားတဲ့ အခြေအနေတွေထဲက တစ်ခုပါ။ အခန်းသည် လေလုံကြောင်း အတည်ပြုပြီးနောက်၊ "ဝှက်ထားသောထောင့်" သုံးမျိုးကို ဦးစားပေးစုံစမ်းရန် အကြံပြုလိုသည်-

1. graphite susceptor ၏ မျက်နှာပြင် အခြေအနေ- SiC coating ရှိ microcracks သို့မဟုတ် peeling area သည် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် အမှုန်အမွှားများကို ထုတ်လွှတ်နိုင်သည်။ အကယ်၍ susceptor ကို အပြေး 1000 ကျော် အသုံးပြုခဲ့လျှင်၊ စမ်းသပ်ရန်အတွက် ၎င်းကို ချက်ချင်း အစားထိုးရန် အကြံပြုပါသည် — susceptor ကို နဂိုအတိုင်း coating တစ်ခုဖြင့် အစားထိုးပြီးနောက် အမှုန်အမွှားပြဿနာများစွာ ပျောက်သွားပါသည်။

2. ဓာတ်ငွေ့လိုင်းပြောင်းနေစဉ်အတွင်း ဖိအားများ- MOCVD စနစ်များတွင်၊ အရင်းအမြစ်ဓာတ်ငွေ့ပြောင်းသည့်အချိန်တွင် ဖိအားအတက်အကျများသည် ပိုက်၏အတွင်းနံရံများမှ ရလဒ်များကို ဖယ်ထုတ်သွားစေသည်။ ဖိအားလွန်ကဲမှု ဖြစ်ပေါ်ခြင်းရှိမရှိ အတည်ပြုရန် အလိုအလျောက်ဖိအားထိန်းချုပ်ကိရိယာ (APC) ၏ တုံ့ပြန်မှုမျဉ်းကွေးကို စစ်ဆေးရန် အကြံပြုအပ်ပါသည်။

3. အလွှာ၏နောက်ဘက်ရှိ ညစ်ညမ်းပစ္စည်းများ- အမှုန်အမွှားများ သို့မဟုတ် အမှုန်အမွှားအကြွင်းအကျန်များ အခန်းထဲသို့မဝင်မီ နောက်ကျောဘက်တွင် အမှုန်အမွှားများရှိနေပါက၊ ၎င်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် အရှေ့ခြမ်းရှိ epitaxial အလွှာသို့ "ရွှေ့ပြောင်း" သွားနိုင်သည်—၎င်းမှာ အဖြစ်များဆုံးသော လျစ်လျူရှုထားသောပြဿနာဖြစ်သည်။

အမှုန်အမွှားပြဿနာဖြေရှင်းခြင်းသည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော "ဖယ်ရှားခြင်း" လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်- မကြာခဏ အစားထိုး စားသုံးနိုင်သော ပစ္စည်းများဖြင့် စတင်ပြီး အခန်း၏ ပိုမိုနက်ရှိုင်းသော အစိတ်အပိုင်းများဆီသို့ တစ်ဆင့်ပြီးတစ်ဆင့် ပြဿနာကို ခြေရာခံပါ။

Q2- SiC epitaxy တွင်၊ step-flow ကြီးထွားမှုအတွက် လုပ်ငန်းစဉ်ပြတင်းပေါက်သည် မည်မျှကျဉ်းသနည်း။ အပူချိန်နှင့် ဖိအားသွေဖည်မှုအတွက် ခံနိုင်ရည်ရှိမှုကား အဘယ်နည်း။

A- ဤမေးခွန်းသည် SiC epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်၏ ပင်မအပေါ် သက်ရောက်သည်—ခြေလှမ်းစီးဆင်းမှု ကြီးထွားမှုသည် အလွန်ကျဉ်းမြောင်းသော ပြတင်းပေါက်တစ်ခုအတွင်း အခြေအနေသုံးခုကို တစ်ပြိုင်နက် ဖြည့်ဆည်းရန် လိုအပ်သည်- လုံလောက်သော မျက်နှာပြင်ရွေ့လျားနိုင်မှု၊ ခြေလှမ်းအစွန်းတွင် သင့်လျော်သော nucleation အတားအဆီးနှင့် သုံးဖက်မြင်ကျွန်းကြီးထွားမှုကို ဖိနှိပ်ထားသည်။

အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများမှ လက်တွေ့အချက်အလက်များကို အခြေခံ၍

• အပူချိန်ပြတင်းပေါက်− ပုံမှန်အားဖြင့် 1550°C နှင့် 1650°C အကြား၊ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ±15°C ထိရောက်သော ပြတင်းပေါက်တစ်ခုရှိသည်။ အပူချိန် အလွန်နိမ့်ပါက၊ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု (RMS) သိသိသာသာ ဆိုးရွားလာပါသည်။ အပူချိန် အလွန်မြင့်မားပါက 3C-SiC ပေါလီမော်ဖီ ပါဝင်မှုများ ပေါ်လာသည်။
• ဖိအားပြတင်းပေါက်- ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ±20 mbar ထိရောက်သောဝင်းဒိုးဖြင့် ပုံမှန်အားဖြင့် 50 မှ 200 mbar အကြား ထိန်းချုပ်ထားသည်။ အလွန်အကျွံဖိအား → မျက်နှာပြင် ရွှေ့ပြောင်းမှု အရှည်နှင့် ခြေလှမ်း ပေါင်းစပ်မှု လျှော့ချခြင်း၊ မလုံလောက်သောဖိအား → အခိုးအငွေ့ လွန်ကဲမှု လျော့ကျပြီး ကြီးထွားနှုန်း သိသိသာသာ ကျဆင်းခြင်း။

လက်တွေ့ အင်ဂျင်နီယာ အပလီကေးရှင်းများတွင်၊ လုပ်ငန်းစဉ် အင်ဂျင်နီယာ အများစုသည် အပူချိန်ကို ဦးစွာ ပြုပြင်ပြီးနောက် ပြတင်းပေါက်ကို ရှာဖွေရန် ဖိအားကို ချိန်ညှိရန် နှစ်သက်သည်—အကြောင်းမှာ အခန်းသည် ဖိအားပြောင်းလဲမှုများကို ပိုမိုလျင်မြန်စွာ တုံ့ပြန်သောကြောင့် ၎င်းသည် လျင်မြန်သော DOE (စမ်းသပ်မှုဒီဇိုင်း) စကင်န်များအတွက် သင့်လျော်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။

Q3- MOCVD စက်ရှိ graphite susceptor အတွက် အစားထိုး စက်ဝန်းကို မည်သို့ သတ်မှတ်သနည်း။ ပြေးသည့်အရေအတွက် သို့မဟုတ် အမြင်အာရုံစစ်ဆေးခြင်းအပေါ် အခြေခံပါသလား။

A- ဤပြဿနာသည် လုပ်ငန်းစဉ်အထွက်နှုန်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်အကြား ချိန်ခွင်လျှာညီမျှမှုနှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်ပြီး ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းအင်ဂျင်နီယာများနှင့် ဝယ်ယူရေးဆိုင်ရာ ဆုံးဖြတ်ချက်ချမှတ်သူများအတွက် အဓိကအာရုံစိုက်မှုဖြစ်သည်။

လုပ်ငန်းစံနှုန်းအလေ့အကျင့်သည် "အသုတ်သက်တမ်း" နှင့် "အမြင်အာရုံစစ်ဆေးခြင်း" တို့ကို ပေါင်းစပ်ထားသော နှစ်လမ်းသွားချဉ်းကပ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်-

• Batch သက်တမ်း: ပေးသွင်းသူများသည် အကြံပြုထားသော ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းကို ပေးဆောင်သည် (ဥပမာ၊ VETEK ၏ SiC-coated susceptors များသည် Aixtron အသုတ်များအတွက် အကြံပြုထားသည်)၊ coating ၏ အပူစက်ဘီးစီးပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ အရှိန်မြှင့်အိုမင်းခြင်းစမ်းသပ်မှုများမှ ဆင်းသက်လာသည်။ ပုံပန်းသဏ္ဌာန်သည် ပုံမှန်ဖြစ်သော်လည်း၊ ရုတ်တရက် ချို့ယွင်းမှုဖြစ်နိုင်ခြေကို လျော့ပါးစေရန် ဤအသုတ်အရေအတွက်သို့ မရောက်ရှိမီ စီစဉ်ထားသည့်အတိုင်း susceptor ကို အစားထိုးရန် အကြံပြုထားသည်။

• အမြင်အာရုံစစ်ဆေးခြင်း။: လုပ်ဆောင်မှုအစီအစဥ်တစ်ခုစီပြီးနောက်၊ SiC အပေါ်ယံမျက်နှာပြင်ကို အမြင်အာရုံဖြင့်စစ်ဆေးပါ သို့မဟုတ် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့် စစ်ဆေးပါ။ အောက်ပါ “အနီရောင်အလံများ” တစ်ခုခုပေါ်လာပါက၊ အစားထိုးလဲလှယ်ခြင်းကို ချက်ချင်းလုပ်ဆောင်ရပါမည်—အကြံပြုထားသော ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းကုန်ဆုံးသည်အထိ မစောင့်ပါနှင့်။ 

① အပေါ်ယံပိုင်း ကွဲထွက်ခြင်း သို့မဟုတ် ကွဲအက်ခြင်းများကို မြင်နိုင်သည် ။ 

② မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အချင်း > 1 မီလီမီတာ ရှိသော အရောင်ဖျော့သော အကွက်များ (အပေါ်ယံပိုင်း ပျက်စီးမှုနှင့် ဂရပ်ဖိုက်အလွှာ၏ ဓာတ်တိုးမှုကို ညွှန်ပြသည်) 

③ လေစီးဆင်းမှု ဖြန့်ဖြူးမှုဆိုင်ရာ အချက်များအား ဖယ်ထုတ်ထားသောကြောင့် epitaxial အလွှာရှိ ထပ်တလဲလဲ ကွဲပြားသော အထူကွဲပြားမှုများ။

ကျယ်ပြန့်စွာ တရားဝင်အတည်ပြုထားသော အင်ဂျင်နီယာအလေ့အကျင့်သည် ပေးသွင်းသူ၏ အကြံပြုထားသော သက်တမ်း၏ 80% တွင် အစားထိုးစက်ဝန်းကို သတ်မှတ်ရန်ဖြစ်ပြီး အသုတ်တစ်ခုစီ၏ အသွင်အပြင်ကို ဓာတ်ပုံရိုက်ပြီး သိမ်းဆည်းထားခြင်းဖြင့် တစ်ပြိုင်နက် သက်တမ်းစေ့ဒေတာဘေ့စ်ကို တည်ဆောက်နေစဉ်—ဤနည်းလမ်းသည် အချိန်မတန်မီ စွန့်ပစ်ခြင်း (အမှိုက်ဖြစ်စေသော) နှင့် လောင်းကစားခြင်းတို့ကို ရှောင်ကြဉ်ပါသည်။

Q4- epitaxial wafer လေး သို့မဟုတ် warp သည် သတ်မှတ်ချက်များထက်ကျော်လွန်နေသောအခါ၊ ၎င်းသည် အဓိကအားဖြင့် substrate သို့မဟုတ် epitaxial process ကြောင့်ဖြစ်ပါသလား။

A- ဤသည်မှာ အထွက်နှုန်းဆန်းစစ်ခြင်းအစည်းအဝေးများအတွင်း အင်ဂျင်နီယာများကြားတွင် အပြင်းအထန်အငြင်းပွားနေသည့် “တာဝန်ယူမှု” ပြဿနာဖြစ်သည်။ အဖြေမှာ- နှစ်ခုစလုံးသည် ပါဝင်ကူညီသော်လည်း ပစ္စည်းစနစ်ပေါ်မူတည်၍ အလေးချိန်ကွာခြားသည်-

warpage ဆိုင်ရာပြဿနာများအတွက် လက်တွေ့ကျသောပြဿနာဖြေရှင်းခြင်းအစီအစဉ်- ပထမဦးစွာ၊ အလွှာ၏အဝင် warpage ဒေတာကိုစစ်ဆေးပါ (တင်သွင်းသူ Cpk အစီရင်ခံစာ) → ထို့နောက်၊ epitaxial furnace ၏အပူချိန်တူညီမှု (thermocouple calibration) → နောက်ဆုံးတွင်၊ လုပ်ငန်းစဉ်စာရွက်ကို ချိန်ညှိပါ။

VI ။ အနှစ်ချုပ်နှင့် ရွေးချယ်ရေး အကြံပြုချက်များ

အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် အလွှာသည် "အရိုးစုနှင့် အပူစုပ်ခွက်" အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပြီး epitaxial အလွှာသည် "ဦးနှောက်နှင့် ကြွက်သားများ" အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ နှစ်ခုလုံးသည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်-

ကုန်ကျစရိတ်-အထိခိုက်မခံသော စံဂျစ်ချစ်ပ်များ သို့မဟုတ် ရိုးရှင်းသော သီးခြားစက်ပစ္စည်းများကို အာရုံစိုက်ပါက၊ အရည်အသွေးမြင့်၊ အရွယ်အစားကြီးမားသော ဆီလီကွန်အလွှာများသည် သင့်လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် လုံလောက်ပါသည်။

သင့်အပလီကေးရှင်းတွင် ကြိမ်နှုန်းမြင့်ဆက်သွယ်ရေး၊ ဗို့အားမြင့်လျှပ်စစ်ဓာတ်အားပြောင်းလဲခြင်း သို့မဟုတ် အာရုံခံနိုင်စွမ်းမြင့်မားသောဓာတ်ပုံစစ်ဆေးခြင်းတို့ ပါဝင်ပါက၊ တိကျသော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြု၍ ထုတ်လုပ်ထားသော wafer များသည် သင့်အတွက် အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုဖြစ်သည်။

"ပိုမြန်၊ ပိုသေးငယ်၊ ပိုထိရောက်သည်" ဟူသော ဖြေရှင်းချက်များအား စဉ်ဆက်မပြတ်လိုက်စားနေသည့် ယနေ့ခေတ်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းတွင် epitaxial နည်းပညာသည် Moore's Law ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကန့်သတ်ချက်များကို ဖြတ်ကျော်ရန်အတွက် အဓိကကိရိယာတစ်ခုဖြစ်လာသည်။

သင့်ပရောဂျက်အတွက် စိတ်ကြိုက် epitaxial wafers လိုအပ်သည် သို့မဟုတ် သီးခြားအလွှာရွေးချယ်မှုရွေးချယ်စရာများအကြောင်း လေ့လာလိုပါသလား။

[နှိပ်ပါ။ဒီမှာကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်ရန်] သို့မဟုတ် [+86-18069220752] သို့ ဖုန်းခေါ်ဆိုပါ၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ လုပ်ငန်းစဉ်အင်ဂျင်နီယာများသည် သင့်အား ပရော်ဖက်ရှင်နယ်နည်းပညာပံ့ပိုးမှုဖြင့် ပံ့ပိုးပေးမည်ဖြစ်ပါသည်။