Gan əsaslı aşağı temperaturlu epitaxy texnologiyası

1. GAN əsaslı materialların əhəmiyyəti

GAN-əsaslı yarımkeçirici materiallar, geniş bandGap xüsusiyyətləri, yüksək qiymətləndirmə sahəsindəki güc və yüksək istilik keçiriciliyi kimi əla xüsusiyyətləri səbəbindən optoelektronik cihazların, enerji elektron cihazlarının və radiotezlik mikrodalğalı mikrodalğalı cihazların hazırlanmasında geniş istifadə olunur. Bu qurğular yarımkeçirici işıqlandırma, bərk vəziyyətdə olan ultrabənövşəyi işıq mənbələri, günəş fotoşoliyası, lazer ekranı, çevik ekran ekranları, səyyar rabitə, elektrik təchizatı, yeni enerji vasitələri, smart ızgaralar və s. Və texnologiya və bazar daha yetkinləşir.

Ənənəvi epitaxy texnologiyasının məhdudiyyətləri

Kimi Gan əsaslı materiallar üçün ənənəvi epitaxial böyümə texnologiyalarıMocvdvəMbeAdətən bu materiallar daha yüksək böyümə temperaturuna tab gətirə bilmədiyi üçün şüşə və plastik kimi amorf substratlara tətbiq olunmayan yüksək temperatur şəraiti tələb edir. Məsələn, ümumiyyətlə istifadə olunan şüşələr 600 ° C-dən çox olan şəraitdə yumşalacaqdır. Aşağı temperaturluğa tələbepitaxy texnologiyası: Aşağı qiymətli və çevik optoelektronik (elektron) cihazlara artan tələb, aşağı temperaturda reaksiya prekursorlarını çatlamaq üçün xarici elektrik sahəsi enerjisini istifadə edən epitaksial avadanlıqlara tələb var. Bu texnologiya aşağı temperaturda, amorf substratların xüsusiyyətlərinə uyğunlaşdırıla bilər və aşağı qiymətli və çevik (optoelektronik) cihazların hazırlanması imkanının təmin edilməsi mümkündür.

2. Gan əsaslı materialların kristal quruluşu

Kristal quruluş növü

Gan-əsaslı materiallar əsasən Gan, Inn, Aln və onların ternary və dördlü möhkəm həlləri, Wurtzite və qaya duzunun üç büllur quruluşu olan Wurtzite quruluşu ən sabitdir. Sphalerit quruluşu, yüksək temperaturda wurtzit quruluşuna çevrilə bilən və aşağı temperaturda nöqsanlar şəklində Wurtzit quruluşunda mövcud ola biləcək bir metastable bir mərhələdir. Qaya duz quruluşu GAN-un yüksək təzyiq mərhələsidir və yalnız olduqca yüksək təzyiq şəraitində görünə bilər.

Kristal təyyarələrin və kristal keyfiyyətinin xarakteristikası

Ümumi Kristal təyyarələrinə qütb C-Plane, yarı qütb s-təyyarə, r-təyyarə, n-təyyarə və qütblü a-təyyarə və m-təyyarə daxildir. Adətən, Sapphire və Si substratlarda Epitaxy tərəfindən əldə edilən GAN əsaslı nazik filmlər C-təyyarə kristal istiqamətləridir.

3. Epitaxy texnologiyası tələbləri və həyata keçirmə həlləri

Texnoloji dəyişikliyin zəruriliyi

İnformatlaşdırma və zəkanın inkişafı ilə optoelektronik cihazlara və elektron cihazlara olan tələb aşağı qiymətli və çevik olmağa meyllidir. Bu ehtiyacları ödəmək üçün, xüsusən amorf substratların xüsusiyyətlərinə uyğunlaşmaq üçün aşağı temperaturda həyata keçirilə bilən epitaxial texnologiyanın mövcud epitaxial texnologiyasını dəyişdirmək lazımdır.

Aşağı temperaturlu epitaxial texnologiyanın inkişafı

Prinsiplərinə əsaslanan aşağı temperaturlu epitaxial texnologiyaFiziki buxar çöküləsi (Pvd)vəKimyəvi buxar çöküləsi (Cvd), reaktiv magnetron tüpürmə, plazma köməkçi MBE (PA-MBE) daxil olmaqla (RPEMOCVD), Fəaliyyət İnkişaf etmiş Mocvd (Remocvd), elektron siklotron rezonans plazma inkişaf etmiş mocvd (ECR-PEMOCVD) və induktiv şəkildə birləşdirilmiş plazma mocvd (ICP-Mocvd) və s.

4. PVD prinsipinə əsaslanan aşağı temperaturlu epitaxy texnologiyası

Texnologiya növləri

Reaktiv Magnetron Sputtering, Plazma Yardımlı MBE (PA-MBE), impulslu lazer çöküntüsü (PLD), papaqlar çəkilən depozit (PSD) və lazer köməyi ilə MBE (LMBE).

Texniki xüsusiyyətlər

Bu texnologiyalar, aşağı temperaturda reaksiya mənbəyini ionize, bununla da krekinq temperaturunu azaltmaq və gan əsaslı materialların aşağı temperaturlu epitaxial böyüməsinə nail olmaq üçün xarici sahə qoşulması ilə enerji verir. Məsələn, Reaktiv Magnetron Sputtering Technology, elektonların kinetik enerjisini artırmaq və n2 və AR ilə toqquşma ehtimalını artırmaq üçün n2 və AR ilə toqquşma ehtimalını artırmaq üçün maqnit sahəsini təqdim edir. Eyni zamanda, hədəfin üstündəki yüksək sıxlıq plazmanı da məhdudlaşdıra və substratdakı ionların bombardmanını azalda bilər.

Çətinliklər

Bu texnologiyaların inkişafı aşağı qiymətli və çevik optoelektronik cihaz hazırlamağa imkan versə də, böyümə keyfiyyəti, avadanlıq mürəkkəbliyi və dəyəri baxımından problemlərlə üzləşirlər. Məsələn, PVD texnologiyası, reaksiyadan əvvəl reaksiyanı həll edə və yüksək vakuum (reed, langmuir kimi və s.) Uzunmüddətli vahid çöküntüsünün çətinliyini artıran və yüksək vakuumun istismar və istismar dəyəri artan yüksək bir vakuum dərəcəsi tələb edir.

5. CVD prinsipinə əsaslanan aşağı temperaturlu epitaxial texnologiya

Texnologiya növləri

Uzaqdan Plazma CVD (RPCVD), miqrasiya inkişaf etmiş Afterglow CVD (Mea-CVD), Uzaqdan Plazma inkişaf etmiş Mocvd (RPEMOCVD), Fəaliyyət İnkişaf etmiş Mocvd (Remocvd), Elektron Siklotron rezonansları Plazma inkişaf etmiş mocvd (ECR-PEMOCTVD) və induktiv olaraq birləşdirilmiş plazma mocvd (ICP-Mocvd).

Texniki üstünlüklər

Bu texnologiyalar, geniş ərazi mənbələri və reaksiya mexanizmlərindən istifadə edərək, geniş temperaturdan istifadə edərək, bu texnologiyaların aşağı temperaturu və internatura və reaksiya mexanizmlərindən istifadə edərək, aşağı temperatur və internatların böyüməsinə nail olur. Məsələn, Uzaqdan Plazma CVD (RPCVD) texnologiyası, yüksək sıxlıq plazma yarada bilən aşağı təzyiq plazma generatoru olan bir plazma generatoru kimi ECR mənbəyindən istifadə edir. Eyni zamanda, Plasma Luminescence Spectroskopiyası (OES) texnologiyası ilə N2 + ilə əlaqəli 391 NM spektri substratın üstündədir, bununla da yüksək enerji səthinin bombardmanını azaldır.

Kristal keyfiyyətini inkişaf etdirin

Epitaxial təbəqənin büllur keyfiyyəti, yüksək enerji yüklü hissəcikləri effektiv şəkildə süzməklə yaxşılaşdırılır. Məsələn, MEA-CVD texnologiyası, yüksək sıxlıq plazma yaratmaq üçün daha uyğun hala gətirərək, RPCVD-nin ECR plazma mənbəyini əvəz etmək üçün HCP mənbəyindən istifadə edir. HCP mənbəyinin üstünlüyü odur ki, kvars dielektrik pəncərəsinin səbəb olduğu bir oksigen çirklənməsi yoxdur və bu, kapasitiv birləşmə (CCP) plazma mənbəyindən daha yüksək plazma sıxlığı var.

6. Xülasə və dünyagörüşü

Aşağı temperaturlu epitaxy texnologiyasının hazırkı vəziyyəti

Ədəbiyyat tədqiqatı və təhlili sayəsində, texniki xüsusiyyətlər, avadanlıq quruluşu, iş şəraiti, iş şəraiti və təcrübi nəticələr də daxil olmaqla, aşağı temperatur epitaxy texnologiyasının hazırkı vəziyyəti təsvir edilmişdir. Bu texnologiyalar xarici sahə bağlantısı ilə enerji verir, böyümə istiliyini effektiv şəkildə azaldır, amorf substratların xüsusiyyətlərinə uyğunlaşır və aşağı qiymətli və çevik (opto) elektron cihazların hazırlanmasını təmin edir.

Gələcək tədqiqat istiqamətləri

Aşağı temperaturlu epitaxy texnologiyasına geniş tətbiq perspektivləri var, lakin hələ də kəşfiyyat mərhələsindədir. Mühəndislik tətbiqlərində problemləri həll etmək üçün həm avadanlıqlardan, həm də proses aspektlərindən dərin tədqiqat tələb edir. Məsələn, plazmadakı ion filtrləmə problemini nəzərə alarkən daha yüksək sıxlıq plazmasının necə əldə ediləcəyini daha da öyrənmək lazımdır; Qaz homogenizasiya cihazının quruluşunu necə tərtib etmək üçün necə, aşağı temperaturda boşluğa reaksiyanı effektiv şəkildə yatırmaq; Xüsusi bir boşluq təzyiqində plazma təsir edən qığılcım və ya elektromaqnit sahələrinin qarşısını almaq üçün aşağı temperaturlu epitaxial avadanlıqların qızdırıcının necə hazırlanması.

Gözlənilən töhfə

Bu sahənin potensial inkişaf istiqamətinə çevriləcəyi və növbəti nəsil optoelektronik cihazların inkişafına mühüm töhfələr verəcəyi gözlənilir. Tədqiqatçıların diqqəti və güclü təbliği ilə bu sahə gələcəkdə potensial inkişaf istiqamətinə çevriləcək və növbəti nəslin (optoelektronik) cihazların inkişafına vacib töhfələr verəcəkdir.