Технологија на епитаксијата со ниска температура со седиште во ГАН

1. Важноста на материјалите засновани на ГАН

Полупроводничките материјали засновани на ГАН се широко користени во подготовката на оптоелектронски уреди, електронски уреди за напојување и микробранови на радио фреквенција, како резултат на нивните одлични својства, како што се широки карактеристики на опсегот, висока јачина на полето и висока термичка спроводливост. Овие уреди се широко користени во индустриите, како што се полупроводници, ултравиолетова светлина извори на цврста состојба, соларни фотоволтаици, ласерски дисплеј, флексибилни екрани за прикажување, мобилни комуникации, напојување, нови енергетски возила, паметни мрежи, итн., А технологијата и пазарот стануваат повозрасни.

Ограничувања на традиционалната технологија на епитаксијата

Традиционални технологии на епитаксичен раст на материјали засновани на ГАН, како што сеMOCVDиMbeОбично бараат услови на висока температура, кои не се применуваат за аморфни подлоги, како што се стакло и пластика, бидејќи овие материјали не можат да издржат повисоки температури на раст. На пример, најчесто користеното плови стакло ќе омекне под услови над 600 ° C. Побарувачка за ниска температураЕпитаксична технологија: Со зголемената побарувачка за ниски и флексибилни оптоелектронски (електронски) уреди, постои побарувачка за епитаксична опрема што користи надворешна енергија на електричното поле за да се пробие прекурсорите на реакција на ниски температури. Оваа технологија може да се спроведе на ниски температури, прилагодувајќи се на карактеристиките на аморфните подлоги и да се обезбеди можност за подготовка на ниски и флексибилни (оптоелектронски) уреди.

2. Кристална структура на материјали засновани на ГАН

Тип на кристална структура

Материјалите со седиште во ГАН главно вклучуваат GAN, INN, ALN и нивните тројни и кватернерни цврсти раствори, со три кристални структури на Wurtzite, Sphalerite и Rock Salt, меѓу кои структурата Wurtzite е најстабилна. Сфалеритната структура е метастабилна фаза, која може да се претвори во структурата на вутцит на висока температура и може да постои во структурата на Вурцит во форма на дефекти на редење на пониски температури. Структурата на карпестата сол е фаза на висок притисок на ГАН и може да се појави само во исклучително услови на висок притисок.

Карактеризација на кристалните рамнини и квалитетот на кристалот

Вообичаени кристални рамнини вклучуваат поларна Ц-рамнина, полуполарен S-авион, R-авион, N-рамнина и не-поларна А-авион и М-авион. Обично, тенки филмови со седиште во ГАН добиени со епитаксијата на подлоги на сафир и Si се ориентации на кристали C-авиони.

3 Барања за технологија за епитакси и решенија за имплементација

Неопходност од технолошка промена

Со развојот на информатизација и интелигенција, побарувачката за оптоелектронски уреди и електронски уреди има тенденција да биде ниска цена и флексибилна. За да се задоволат овие потреби, неопходно е да се смени постојната епитаксијална технологија на материјали засновани на ГАН, особено за развој на епитаксична технологија што може да се изврши на ниски температури за да се прилагоди на карактеристиките на аморфните подлоги.

Развој на епитаксична технологија со ниска температура

Епитаксијална технологија со ниска температура заснована врз принципите наФизичко таложење на пареа (ПВД)иДепонирање на хемиска пареа (CVD), вклучително и реактивно плукање на магнетрон, плазма-помош MBE (PA-MBE), пулсирано таложење на ласер (PLD), пулсирано таложење на плукање (PSD), ласерско со помош на MBE (LMBE), Remote Plasma CVD (RPCVD), миграција засилена по GLOW CVD (MAA-CVD) (RPEMOCVD), Активност Подобрена MOCVD (REMOCVD), електронска циклотронска резонанца плазма подобрена MOCVD (ECR-PEMOCVD) и индуктивно споен во комбинација во плазма MOCVD (ICP-MOCVD), итн.

4.

Типови на технологија

Вклучително и реактивно плукање со магнетрон, плазма-помош MBE (PA-MBE), пулсирано таложење на ласер (PLD), пулсирано таложење на плукање (PSD) и ласерско помагање MBE (LMBE).

Технички карактеристики

Овие технологии обезбедуваат енергија со употреба на надворешно спојување на полето за да го јонизираат изворот на реакција на ниска температура, со што се намалува неговата температура на пукање и постигнување на епитаксијален раст на ниска температура на материјали засновани на ГАН. На пример, реактивната технологија за ширење на магнетрон воведува магнетно поле за време на процесот на распрснување за да се зголеми кинетичката енергија на електроните и да се зголеми веројатноста за судир со N2 и AR за подобрување на целното распрснување. Во исто време, може да ја ограничи и плазмата со висока густина над целта и да го намали бомбардирањето на јони на подлогата.

Предизвици

Иако развојот на овие технологии овозможи да се подготват ниски и флексибилни оптоелектронски уреди, тие исто така се соочуваат со предизвици во однос на квалитетот на растот, комплексноста на опремата и трошоците. На пример, PVD технологијата обично бара висок вакуумски степен, што може ефикасно да ја потисне пред-реакцијата и да воведе одредена опрема за набудување на лице место, која мора да работи под висок вакуум (како што се RHEED, сондата Langmuir, итн.), Но ја зголемува тешкотијата на униформната депонирање на големи области, а трошоците за работа и одржување на високиот вакуум е голема.

5. Епитаксијална технологија со ниска температура заснована врз принципот на CVD

Типови на технологија

Вклучително и далечинска плазма CVD (RPCVD), миграција подобрена CVD (MEA-CVD), далечинска плазма подобрена MOCVD (RPEMOCVD), засилена активност MOCVD (REMOCVD), електронски циклотронски резонанца Плазма засилена MOCVD (ECR-PEMACD) MOCVD (ICP-MOCVD).

Технички предности

Овие технологии го постигнуваат растот на полупроводничките материјали на III-нитрид, како што се GAN и INN на пониски температури со употреба на различни извори на плазма и механизми за реакција, што е погодно за униформа таложење и намалување на трошоците. На пример, технологијата далечинска плазма CVD (RPCVD) користи извор на ECR како генератор на плазма, кој е генератор на плазма со низок притисок кој може да генерира плазма со висока густина. Во исто време, преку технологијата на спектроскопија на луминисценција на плазмата (OES), спектарот 391 nm поврзан со N2+ е ​​скоро неоткриен над подлогата, со што се намалува бомбардирањето на површината на примерокот со јони со висока енергија.

Подобрување на квалитетот на кристалот

Кристалниот квалитет на епитаксијалниот слој се подобрува со ефикасно филтрирање на честички на високо-енергетски наполнети. На пример, MEA-CVD технологијата користи извор на HCP за да го замени ECR плазма изворот на RPCVD, што го прави посоодветен за генерирање плазма со висока густина. Предноста на изворот на HCP е дека не постои загадување на кислород предизвикана од кварцниот диелектричен прозорец и има поголема густина на плазмата од изворот на капацитивно спојување (CCP).

6 Резиме и перспектива

Тековниот статус на технологијата на епитаксијата со ниска температура

Преку истражување и анализа на литературата, се истакнува сегашниот статус на технологијата на епитаксијата со ниска температура, вклучително и технички карактеристики, структура на опрема, услови за работа и експериментални резултати. Овие технологии обезбедуваат енергија преку надворешно спојување на полето, ефикасно ја намалуваат температурата на раст, се прилагодуваат на карактеристиките на аморфните подлоги и даваат можност за подготовка на електронски уреди со ниска цена и флексибилна (Опто).

Идни насоки за истражување

Технологијата на епитаксијата со ниска температура има широки изгледи за апликација, но сепак е во фаза на истражувачки. Потребно е длабинско истражување и од опремата и од аспектите на процесите за да се решат проблемите во инженерските апликации. На пример, неопходно е понатамошно проучување како да се добие плазма со поголема густина, додека се разгледува проблемот со филтрирање на јон во плазмата; како да се дизајнира структурата на уредот за хомогенизација на гас за ефикасно потиснување на пред-реакцијата во шуплината на ниски температури; Како да се дизајнира грејачот на епитаксијалната опрема со ниска температура за да се избегне искра или електромагнетни полиња кои влијаат на плазмата под специфичен притисок на шуплината.

Очекуван придонес

Се очекува ова поле да стане потенцијална насока за развој и да даде важни придонеси за развој на следната генерација на оптоелектронски уреди. Со големо внимание и енергична промоција на истражувачите, ова поле ќе прерасне во потенцијална развојна насока во иднина и ќе даде важни придонеси за развој на следната генерација на (оптоелектронски) уреди.