"Epitaxial Wafer" အမည်၏မူလအစ
Wafer ပြင်ဆင်မှုတွင် အဓိကအဆင့် နှစ်ခုပါဝင်သည်- အလွှာပြင်ဆင်မှုနှင့် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်။ အလွှာအား semiconductor တစ်ခုတည်းသော crystal material ဖြင့်ပြုလုပ်ထားပြီး ပုံမှန်အားဖြင့် semiconductor ကိရိယာများထုတ်လုပ်ရန် လုပ်ဆောင်သည်။ ၎င်းသည် epitaxial wafer ကိုဖွဲ့စည်းရန် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကိုလည်းလုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ Epitaxy သည် ဂရုတစိုက်ပြုလုပ်ထားသော တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲအလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် တစ်ခုတည်းသော crystal အလွှာအသစ်တစ်ခု ကြီးထွားလာမှုဖြစ်စဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ တစ်ခုတည်းသောပုံဆောင်ခဲအသစ်သည် အလွှာ (တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော epitaxy) သို့မဟုတ် မတူညီသောပစ္စည်း (heterogeneous epitaxy) ကဲ့သို့တူညီသောပစ္စည်းဖြစ်နိုင်သည်။ ပုံဆောင်ခဲအလွှာအသစ်သည် အလွှာ၏ပုံဆောင်ပုံသဏ္ဍာန်လမ်းကြောင်းနှင့် လိုက်လျောညီထွေ ကြီးထွားလာသောကြောင့် ၎င်းကို epitaxial အလွှာဟုခေါ်သည်။ epitaxial အလွှာပါရှိသော wafer ကို epitaxial wafer (epitaxial wafer = epitaxial layer + substrate) အဖြစ်ရည်ညွှန်းသည်။ epitaxial အလွှာတွင် ဖန်တီးထားသော စက်ပစ္စည်းများကို "ရှေ့ဆက် epitaxy" ဟုခေါ်ပြီး အလွှာပေါ်တွင် ဖန်တီးထားသော စက်ပစ္စည်းများကို epitaxial အလွှာသည် ပံ့ပိုးမှုအဖြစ်သာ လုပ်ဆောင်သည့် "reverse epitaxy" ဟုရည်ညွှန်းသည်။
တစ်သားတည်းဖြစ်ခြင်းနှင့် ကွဲပြားသော Epitaxy
▪တူညီသော Epitaxy-epitaxial အလွှာနှင့် အလွှာကို တူညီသောပစ္စည်းဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်- ဥပမာ၊ Si/Si၊ GaAs/GaAs၊ GaP/GaP။
▪ကွဲပြားသော Epitaxyepitaxial အလွှာနှင့် အလွှာကို မတူညီသောပစ္စည်းများဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်- ဥပမာ- Si/Al₂O₃၊ GaS/Si၊ GaAlAs/GaAs၊ GaN/SiC စသည်ဖြင့်။
Polished Wafers
Epitaxy သည် မည်သည့်ပြဿနာများကို ဖြေရှင်းနိုင်သနည်း။
အစုလိုက်အပြုံလိုက် တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲပစ္စည်းတစ်မျိုးတည်းသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်ကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ခြင်း၏ ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော တောင်းဆိုချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် မလုံလောက်ပါ။ ထို့ကြောင့် 1959 ခုနှစ်နှောင်းပိုင်းတွင်၊ epitaxy ဟုလူသိများသောပါးလွှာသောတစ်ခုတည်းသောပုံဆောင်ခဲရုပ်ကြီးထွားမှုနည်းပညာကိုတီထွင်ခဲ့သည်။ သို့သော် epitaxial နည်းပညာသည် ပစ္စည်းများ၏တိုးတက်မှုကို အထူးပြု၍ မည်သို့ကူညီပေးသနည်း။ ဆီလီကွန်အတွက်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်ပြီး ပါဝါမြင့်သော ဆီလီကွန်ထရန်စစ္စတာများကို တီထွင်ဖန်တီးရာတွင် အရေးပါသည့်အချိန်တွင် ဆီလီကွန် epitaxy ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် အရေးကြီးသောအချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်ခဲ့သည်။ ထရန်စစ္စတာမူများကို ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းနှင့် ပါဝါရရှိရန် လိုအပ်သည်မှာ စုဆောင်းဧရိယာ၏ပြိုကွဲဗို့အား မြင့်မားရန်နှင့် စီးရီးခုခံမှုနည်းသောကြောင့် ရွှဲဗို့အား သေးငယ်သင့်သည်ဟု ဆိုလိုသည်။ ယခင်ပစ္စည်းသည် စုဆောင်းသူပစ္စည်းတွင် ခံနိုင်ရည်မြင့်မားရန် လိုအပ်ပြီး နောက်တစ်ခုသည် ဆန့်ကျင်ကွဲလွဲမှုကို ဖန်တီးပေးသည့် ခုခံနိုင်မှုနည်းရန် လိုအပ်သည်။ ဆက်တိုက်ခံနိုင်ရည်ကို လျှော့ချရန် စုဆောင်းသူဒေသ၏ အထူကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် ဆီလီကွန် wafer သည် လုပ်ဆောင်ရန်အတွက် အလွန်ပါးလွှာပြီး ပျက်စီးလွယ်စေပြီး ခံနိုင်ရည်အား လျှော့ချခြင်းသည် ပထမလိုအပ်ချက်နှင့် ကွဲလွဲနေမည်ဖြစ်သည်။ epitaxial နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် ဤပြဿနာကို အောင်မြင်စွာ ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။ ဖြေရှင်းချက်မှာ ခုခံမှုနည်းသော အလွှာပေါ်တွင် ခုခံနိုင်စွမ်းမြင့်မားသော epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားစေရန်ဖြစ်သည်။ စက်ပစ္စည်းကို transistor ၏ မြင့်မားသောပြိုကွဲဗို့အားကို သေချာစေကာ epitaxial အလွှာပေါ်တွင် ဖန်တီးထားပြီး ခုခံမှုနည်းသော အလွှာသည် အခြေခံခံနိုင်ရည်အား လျော့နည်းစေပြီး လိုအပ်ချက်နှစ်ခုကြားရှိ ကွဲလွဲမှုများကို ဖြေရှင်းပေးပါသည်။
ထို့အပြင်၊ GaAs၊ GaN နှင့် အခိုးအငွေ့အဆင့်နှင့် အရည်အဆင့် epitaxy အပါအဝင် အခြားတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း III-V နှင့် II-VI အတွက် epitaxial နည်းပညာများသည် သိသာထင်ရှားသောတိုးတက်မှုများကို မြင်တွေ့ခဲ့ရသည်။ ဤနည်းပညာများသည် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်၊ optoelectronic နှင့် ပါဝါစက်ပစ္စည်းများစွာကို ဖန်တီးရန်အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်လာပါသည်။ အထူးသဖြင့်၊ မော်လီကျူးအလင်းတန်း epitaxy (MBE) နှင့် သတ္တု-အော်ဂဲနစ် ဓာတုအငွေ့ပျံခြင်း (MOCVD) ကဲ့သို့သော နည်းပညာများကို ပါးလွှာသော အလွှာများ၊ superlattices၊ quantum wells၊ strained superlattices နှင့် atomic-scale ပါးလွှာသော epitaxial အလွှာများအတွက် အောင်မြင်စွာ အသုံးချခဲ့ပြီး၊ "band engineering" ကဲ့သို့သော semiconductor နယ်ပယ်သစ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်။
လက်တွေ့အသုံးချမှုတွင်၊ ကျယ်ပြန့်သောကြိုးဝိုင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကိရိယာအများစုသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများကိုသာ အလွှာအဖြစ်အသုံးပြုကာ epitaxial အလွှာပေါ်တွင် ဖန်တီးထားသည်။ ထို့ကြောင့်၊ epitaxial အလွှာကိုထိန်းချုပ်ခြင်းသည် wide-bandgap semiconductor လုပ်ငန်းတွင်အရေးကြီးသောအချက်ဖြစ်သည်။
Epitaxy နည်းပညာ- အဓိကအင်္ဂါရပ် ခုနစ်ခု
1. Epitaxy သည် နိမ့်သော (သို့မဟုတ်) ခုခံနိုင်စွမ်းမြင့်သော အလွှာပေါ်တွင် မြင့်မားသော (သို့မဟုတ်) ခံနိုင်ရည်အနိမ့်ဆုံးအလွှာကို ကြီးထွားစေနိုင်သည်။
2. Epitaxy သည် P (သို့မဟုတ် N) အမျိုးအစားအလွှာများပေါ်ရှိ N (သို့မဟုတ် P) အမျိုးအစား epitaxial အလွှာများကို ကြီးထွားလာစေပြီး PN junction တစ်ခုအား ဖြန်းဖြန်းမှုပြဿနာများမရှိဘဲ PN junction တစ်ခုကို ဖန်တီးသောအခါတွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော လျော်ကြေးငွေများမပါဘဲ PN လမ်းဆုံကို တိုက်ရိုက်ဖွဲ့စည်းနိုင်စေပါသည်။
3. မျက်နှာဖုံးနည်းပညာနှင့် ပေါင်းစပ်သောအခါ၊ သီးသန့်ဖွဲ့စည်းပုံများဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ဆားကစ်များနှင့် စက်ပစ္စည်းများကို အထူးဖွဲ့စည်းပုံများဖြင့် ဖန်တီးနိုင်စေမည့် သီးခြားနေရာများတွင် ရွေးချယ်ထားသော epitaxial ကြီးထွားမှုကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
4. Epitaxial ကြီးထွားမှုသည် အာရုံစူးစိုက်မှုတွင် ရုတ်ခြည်း သို့မဟုတ် တဖြည်းဖြည်း ပြောင်းလဲမှုများကို ရရှိစေနိုင်သဖြင့် တားမြစ်ဆေးအမျိုးအစားများနှင့် ပြင်းအားများကို ထိန်းချုပ်နိုင်စေပါသည်။
5. Epitaxy သည် အလွန်ပါးလွှာသော အလွှာများ အပါအဝင် ပြောင်းလဲနိုင်သော ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် ကွဲပြားသော၊ အလွှာပေါင်းစုံ၊ အစိတ်အပိုင်းပေါင်းစုံ ဒြပ်ပေါင်းများကို ကြီးထွားနိုင်သည်။
6. Epitaxial ကြီးထွားမှုသည် ပစ္စည်း၏ အရည်ပျော်မှတ်အောက် အပူချိန်တွင် ဖြစ်ပေါ်နိုင်ပြီး၊ ထိန်းချုပ်နိုင်သော ကြီးထွားမှုနှုန်းဖြင့် အလွှာအထူအတွက် အက်တမ်အဆင့် တိကျမှုကို ခွင့်ပြုပေးပါသည်။
7. Epitaxy သည် GaN နှင့် ternary/quaternary compound semiconductors များကဲ့သို့ ပုံဆောင်ခဲများအဖြစ်သို့ ဆွဲငင်မရနိုင်သော တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲအလွှာများကို ကြီးထွားစေပါသည်။
အမျိုးမျိုးသော Epitaxial အလွှာများနှင့် Epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်များ
အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ epitaxial အလွှာများသည် အစုလိုက်အလွှာများထက် ပိုမိုလွယ်ကူစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး ပြီးပြည့်စုံသော သလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံအား ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အကျိုးရှိစေပါသည်။
စာတိုက်အချိန်- ဒီဇင်ဘာ-၂၄-၂၀၂၄