ဆီလီကွန်(Si) epitaxy ပြင်ဆင်မှုနည်းပညာ

ဆီလီကွန်(Si) ကပ်ပါးစီပြင်ဆင်မှုနည်းပညာ

epitaxial ကြီးထွားမှုဟူသည် အဘယ်နည်း။

· တစ်ခုတည်းသော crystal ပစ္စည်းများတစ်ခုတည်းသည် ကြီးထွားလာနေသော semiconductor ကိရိယာများ၏ ထုတ်လုပ်မှုလိုအပ်ချက်များကို မဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါ။ 1959 နှစ်ကုန်မှာ အလွှာတစ်လွှာ၊crystal တစ်ခုတည်းပစ္စည်းကြီးထွားမှုနည်းပညာ - epitaxial ကြီးထွားမှုကိုတီထွင်ခဲ့သည်။

Estitaxial တိုးတက်မှုသည်အချို့သောအခြေအနေများအောက်တွင်ဖြတ်တောက်ခြင်း, ကြိတ်ခြင်းနှင့်အရောင်ခြယ်ခြင်းတို့ဖြင့်ဂရုတစိုက်လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့်ကိုက်ညီသောတစ်ခုတည်းသောကြည်လင်သောအလွှာတစ်ခုနှင့်ကိုက်ညီသောပစ္စည်းများကိုဖြည့်ဆည်းပေးရန်ဖြစ်သည်။ Grawrine တစ်ခုတည်းသောထုတ်ကုန်အလွှာသည်အလွှာတစ်ခု၏ extractice တိုးချဲ့မှုတစ်ခုဖြစ်သောကြောင့်စိုက်ပျိုးသောပစ္စည်းအလွှာကို epitaxial layer ဟုခေါ်သည်။

အဆိုပါ epitaxial အလွှာ၏ဂုဏ်သတ္တိများအားဖြင့်ခွဲခြား

·တစ်သားတည်းဖြစ်နေသော epitaxy: TheEstitaxial အလွှာပစ္စည်း၏ရှေ့နောက်ညီညွတ်မှုကိုထိန်းသိမ်းရန်နှင့်အရည်အသွေးမြင့်ထုတ်ကုန်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများရရှိရန်ကူညီသည်။

·Heterogeneous epitaxy: TheEstitaxial အလွှာsubstrate material နဲ့ မတူပါဘူး။ သင့်လျော်သောအလွှာကိုရွေးချယ်ခြင်းဖြင့်၊ ကြီးထွားမှုအခြေအနေများကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်နိုင်ပြီး ပစ္စည်း၏အသုံးချပရိုဂရမ်အကွာအဝေးကို ချဲ့ထွင်နိုင်သော်လည်း ရာဇမတ်ကွက်များမတူညီမှုနှင့် အပူပိုင်းချဲ့ထွင်မှုကွာခြားချက်များကြောင့် စိန်ခေါ်မှုများကို ကျော်လွှားရန် လိုအပ်ပါသည်။

စက်အနေအထားအလိုက် အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။

အပြုသဘောဆောင်သော epitaxy- ဆိုသည်မှာ ပုံဆောင်ခဲများကြီးထွားနေချိန်တွင် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် epitaxial အလွှာတစ်ခုဖွဲ့စည်းခြင်းကို ရည်ညွှန်းပြီး စက်ပစ္စည်းကို epitaxial အလွှာပေါ်တွင်ပြုလုပ်ထားသည်။

Reverse EstitaxAxy: အပြုသဘောဆောင်သော epitaxy နှင့်မတူဘဲ device ကိုအလွှာပေါ်တွင်တိုက်ရိုက်ထုတ်လုပ်သည်။

အပလီကေးရှင်းကွာခြားချက်များ- တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်လုပ်မှုတွင် နှစ်ခု၏အသုံးချမှုသည် လိုအပ်သောပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများနှင့် စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်းလိုအပ်ချက်များအပေါ် မူတည်ပြီး တစ်ခုစီသည် မတူညီသောလုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှုနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာလိုအပ်ချက်များအတွက် သင့်လျော်သည်။

epitaxial ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းအားဖြင့်အမျိုးအစားခွဲခြား

· Direct epitaxy သည် ကြီးထွားလာသော ပစ္စည်း အက်တမ်များကို လုံလောက်သော စွမ်းအင်ရရှိစေရန် အပူပေးခြင်း၊ အီလက်ထရွန် ဗုံးကြဲခြင်း သို့မဟုတ် ပြင်ပလျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို အသုံးပြုခြင်း နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ လေဟာနယ် စုဆောင်းခြင်း၊ sputtering၊ sublimation စသည်တို့ကဲ့သို့သော epitaxial ကြီးထွားမှုကို ပြီးမြောက်စေရန် အလွှာအပေါ်ယံသို့ တိုက်ရိုက်ရွှေ့ပြောင်းပြီး အပ်နှံခြင်းနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ သို့သော် ဤနည်းလမ်းသည် စက်ကိရိယာအတွက် တင်းကျပ်သောလိုအပ်ချက်များရှိသည်။ ဖလင်၏ ခံနိုင်ရည်နှင့် အထူသည် ထပ်တလဲလဲနိုင်မှု အားနည်းသောကြောင့် ဆီလီကွန် epitaxial ထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးမပြုရသေးပါ။

·သွယ်ဝိုက်သော Egitaxy သည် Eststrate မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ Epitstrate မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်သိုလှောင်ထားရန်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာတုံ့ပြန်မှုများအသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။ သို့သော် CVD မှကြီးထွားသောပါးလွှာသောရုပ်ရှင်သည်ထုတ်ကုန်တစ်ခုတည်းမဟုတ်ပါ။ ထို့ကြောင့် CVD သည်ရုပ်ရှင်တစ်ခုတည်းသောရုပ်ရှင်တစ်ခုတည်းသော CVD သာရှိသည်။ ဤနည်းလမ်းတွင်ရိုးရှင်းသောပစ္စည်းကိရိယာများရှိပြီး Estitaxial အလွှာ၏အမျိုးမျိုးသော parametersters သည်ပိုမိုလွယ်ကူစွာထိန်းချုပ်ရန်ပိုမိုလွယ်ကူသည်။ လက်ရှိတွင် silicon epitaxial တိုးတက်မှုနှုန်းသည်ဤနည်းလမ်းကိုအသုံးပြုသည်။

အခြားအမျိုးအစားများ

· epitaxial ပစ္စည်းများ၏အက်တမ်များကိုအလွှာသို့ပို့ဆောင်သည့်နည်းလမ်းအရ၊ ၎င်းကို vacuum epitaxy၊ gas phase epitaxy၊ liquid phase epitaxy (LPE) စသည်တို့အဖြစ် ပိုင်းခြားနိုင်သည်။

· အဆင့်ပြောင်းလဲမှုဖြစ်စဉ်အရ၊ epitaxy ကို ခွဲခြားနိုင်သည်။ဓာတ်ငွေ့အဆင့် epitaxy, အရည်အဆင့် Egitaxy, နှင့်အစိုင်အခဲအဆင့် Egitaxy.

Eplitaxial ဖြစ်စဉ်ကိုဖြေရှင်းပြ problems နာများ

· ဆီလီကွန် epitaxial ကြီးထွားမှုနည်းပညာကို စတင်သောအခါ၊ ဆီလီကွန် ကြိမ်နှုန်းမြင့်ပြီး ပါဝါမြင့်သော ထရန်စစ္စတာများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် အခက်အခဲများနှင့် ကြုံတွေ့ရချိန်ဖြစ်သည်။ Transistor သဘောတရားအရ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းနှင့် ပါဝါမြင့်မားမှုရရှိရန်၊ စုဆောင်းသူပြိုကွဲသည့်ဗို့အား မြင့်မားရမည်ဖြစ်ပြီး စီးရီးခုခံအား သေးငယ်ရမည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ရွှဲဗို့အားကျဆင်းမှု သေးငယ်ရမည်ဖြစ်သည်။ ယခင်ပစ္စည်းသည် စုဆောင်းဧရိယာ၏ ခံနိုင်ရည်အား မြင့်မားရန် လိုအပ်ပြီး နောက်တစ်ခုသည် စုဆောင်းဧရိယာပစ္စည်း၏ ခံနိုင်ရည်အား နိမ့်ရန် လိုအပ်ပြီး နှစ်ခုမှာ ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်သည်။ စုဆောင်းဧရိယာပစ္စည်း၏အထူကိုပါးလွှာခြင်းဖြင့်စီးရီးခံနိုင်ရည်အားလျှော့ချပါက၊ ဆီလီကွန် wafer သည်အလွန်ပါးလွှာပြီးပျက်စီးလွယ်သည်။ ပစ္စည်း၏ခံနိုင်ရည်အား လျော့သွားပါက၊ ၎င်းသည် ပထမလိုအပ်ချက်နှင့် ဆန့်ကျင်နေပါသည်။ Epitaxial နည်းပညာသည် ဤအခက်အခဲကို အောင်မြင်စွာ ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။

ဖြေရှင်းချက်-

· အလွန်ခံနိုင်ရည်နိမ့်သော အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် ခုခံနိုင်စွမ်းမြင့်မားသော epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားပြီး epitaxial အလွှာပေါ်တွင် စက်ပစ္စည်းကို ထုတ်လုပ်ပါ။ High-resistivity epitaxial အလွှာသည် tube တွင် high breakdown voltage ရှိကြောင်းသေချာစေပြီး low-resistivity substrate သည် substrate ၏ resistance နှင့် saturation voltage drop ကိုလျှော့ချပေးသောကြောင့် နှစ်ခုကြားရှိကွဲလွဲမှုများကိုဖြေရှင်းပေးပါသည်။

ထို့အပြင်၊ အငွေ့အဆင့် epitaxy၊ အရည်အဆင့် epitaxy၊ မော်လီကျူးအလင်းတန်း epitaxy နှင့် 1-V မိသားစု၊ 1-V မိသားစုနှင့် GaAs ကဲ့သို့သော အခြားဒြပ်ပေါင်း semiconductor ပစ္စည်းများ ကဲ့သို့သော epitaxial technologies များသည်လည်း အလွန်တိုးတက်နေပြီဖြစ်သည်။ မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်နှင့် အများစုထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော လုပ်ငန်းစဉ်နည်းပညာများ ဖြစ်လာခဲ့သည်။Optoelectronic ကိရိယာများ.

အထူးသဖြင့်, မော်လီကျူးရောင်ခြည်၏အောင်မြင်သောလျှောက်လွှာသတ္တုအော်ဂဲနစ်အခိုးအငွေ့အလွန်ပါးလွှာသောအလွှာများ၊ superlattices၊ quantum wells၊ strained superlattices နှင့် atomic-level ပါးလွှာသော epitaxy တို့သည် semiconductor research နယ်ပယ်သစ်ဖြစ်သော "band engineering" ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ချပေးခဲ့ပါသည်။

epitaxial ကြီးထွားမှုလက္ခဏာများ

(1) မြင့်မားသော (အနိမ့်) ခုခံရေး Explainanial အလွှာများကို (မြင့်မားသော) ခုခံအလွှာများ၌တရား 0 တ်အီးစွာစိုက်ပျိုးနိုင်သည်။

(2) N(P) epitaxial အလွှာများကို PN လမ်းဆုံများ တိုက်ရိုက်ဖွဲ့စည်းရန် P(N) အလွှာပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးနိုင်သည်။ ဖြန့်ကျက်ခြင်းဖြင့် အလွှာတစ်ခုတည်းတွင် PN လမ်းဆုံများကို ပြုလုပ်သည့်အခါ လျော်ကြေးငွေ ပြဿနာမရှိပါ။

(၃) မျက်နှာဖုံးနည်းပညာဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော၊ ရွေးချယ်ထားသော epitaxial ကြီးထွားမှုကို သတ်မှတ်ထားသောနေရာများတွင် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး အထူးဖွဲ့စည်းပုံများဖြင့် ပေါင်းစပ်ဆားကစ်များနှင့် စက်ပစ္စည်းများ ထုတ်လုပ်မှုအတွက် အခြေအနေများ ဖန်တီးပေးနိုင်သည်။

(4) EarterAxial တိုးတက်မှုနှုန်းတွင် doping ၏အမျိုးအစားနှင့်အာရုံစူးစိုက်မှုကိုပြောင်းလဲနိုင်သည်။ အဆိုပါအာရုံစူးစိုက်မှုပြောင်းလဲမှုရုတ်တရက်သို့မဟုတ်တဖြည်းဖြည်းချင်းဖြစ်နိုင်ပါတယ်။

(၅) ပြောင်းလဲနိုင်သော အစိတ်အပိုင်းများပါရှိသော ကွဲပြားသော အလွှာပေါင်းစုံ၊ အစိတ်အပိုင်းပေါင်းစုံ ဒြပ်ပေါင်းများ၏ အလွန်ပါးလွှာသော အလွှာများကို စိုက်ပျိုးနိုင်သည်။

(6) Estitaxial တိုးတက်မှုနှုန်းသည်ပစ္စည်းများ၏အရည်ပျော်မှုအောက်ရှိအပူချိန်တွင်ပြုလုပ်နိုင်သည်။ ကြီးထွားမှုနှုန်းသည်ထိန်းချုပ်နိုင်စွမ်းရှိပြီး atpalogal-tark ၏အထူကြီးထွားမှုတိုးတက်မှုကိုရရှိနိုင်ပါသည်။

epitaxial ကြီးထွားမှုအတွက်လိုအပ်ချက်များ

(1) တောက်ပသောအစက်အပြောက်များ, တွင်းများ,

(2) ကောင်းမွန်သောပုံဆောင်ခဲခိုင်မာမှု၊ အဘို့ဆီလီကွန် epitaxydislocation density သည် 1000/cm2 ထက်နည်းသင့်သည်၊ stacking fault density သည် 10/cm2 ထက်နည်းသင့်ပြီး chromic acid etching solution ကြောင့် မျက်နှာပြင်သည် တောက်ပနေမည်ဖြစ်ပါသည်။

(3) EmitAxAxial အလွှာ၏နောက်ခံဖွံ့ဖြိုးမှုသည်နိမ့်ကျပြီးလျော်ကြေးနည်းသင့်သည်။ ကုန်ကြမ်းသန့်ရှင်းမှုသည်မြင့်မားသင့်သည်။ စနစ်ကိုကောင်းမွန်စွာတံဆိပ်ခတ်သင့်သည်, ပတ်ဝန်းကျင်ကိုသန့်ရှင်းသင့်ပြီး,

(4) ကွဲပြားသော epitaxy အတွက်၊ epitaxial အလွှာနှင့် substrate ၏ဖွဲ့စည်းမှု (နှေးကွေးသောဖွဲ့စည်းမှုပြောင်းလဲမှု၏လိုအပ်ချက်မှလွဲ၍) ရုတ်တရက်ပြောင်းလဲသင့်ပြီး epitaxial အလွှာနှင့် substrate အကြားအပြန်အလှန်ပျံ့နှံ့နေသောဖွဲ့စည်းမှုကိုအနည်းဆုံးလျှော့ချသင့်သည်။

(5) doping အာရုံစူးစိုက်မှုအား တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်ပြီး အညီအမျှ ဖြန့်ဝေပေးသင့်ပြီး epitaxial အလွှာသည် လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီသော တူညီသောခုခံနိုင်စွမ်းရှိစေရန်၊ ခံနိုင်ရည်ရှိရန် လိုအပ်သည်။Estitaxial ကယိမ်းယိုင်တူညီသောမီးဖို၌ကွဲပြားခြားနားသောမီးဖို၌စိုက်ပျိုးခြင်းတသမတ်တည်းဖြစ်သင့်သည်။

(၆) epitaxial အလွှာ၏ အထူသည် ကောင်းမွန်သော တူညီမှုနှင့် ထပ်တလဲလဲနိုင်မှုတို့ဖြင့် လိုအပ်ချက်များ ပြည့်မီသင့်သည်။

(7) မြေမြှုပ်ထားသောအလွှာနှင့်အတူအလွှာအပေါ် epitaxial တိုးတက်မှုပြီးနောက်သင်္ဂြိုဟ်ထားသောအလွှာပုံစံပုံပျက်သည်အလွန်သေးငယ်သည်။

(၈) စက်ပစ္စည်းများ အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ် လျှော့ချရန်အတွက် epitaxial wafer ၏ အချင်းသည် တတ်နိုင်သမျှ ကျယ်သင့်သည်။

(၉) အပူဓာတ် တည်ငြိမ်ခြင်း။ဒြပ်ပေါင်းများ semiconductor earitaxial အလွှာများနှင့် heterojunction epitaxy သည်ကောင်း၏။