Pwosesis pweparasyon pou materyèl arsenide Galyòm
Depi ane 1950 yo, yon varyete Galyòm arsenide moun ki pa marye kristal kwasans metòd te devlope. Aktyèl endikap kwasans endistriyèl pratik gen ladan siyen likid kò-desen (LEC), kouche plat Brijman metòd (ap Pwomosyonnen), vètikal Brijman metòd (VB), ak solidification dégradé vètikal (VGF).
1. likid siyen Czochralski (LEC)
Metòd LEC se pi gwo pwosè pou ap grandi kristal moun ki pa marye ki pa-au semi-isolation Galyòm arsenide (SI GaAs). Kounye a, plis ke 80% moun ki pa marye cristaux semi-isolation Galyòm arsenide sou mache a ap monte pa metòd LEC. Metòd LEC itilize yon aparèy chofaj graphite ak yon creuset NEA, epi itilize B2O3 kòm yon ajan fermeture likid pou egzekite arsenide Galyòm kristal grandi nan yon atmosfè Agon de 2 MPa. Pi gwo avantaj de LEC pwosè a se sa l' ki anwo nan syèl la asirans ke fasil pou pi lontan-dyamèt cristaux moun ki pa marye. Kontni kabòn kristal contrôlables ak semi-isolation pwopwiyete ki cristaux yo pa bon. Inconvénients pwensipal yo se: la chimik dòz difisil pou kontwòl, dégradé tanperati a tèmik bwa gwo (100 èdi/chit cheve 150 K/cm), a dansite dislokasyon de kristal la, se a ak pa nivo. Hitachi kab co, Ltd Japon an. anvan te etabli yon 6-pous LEC GaAs moun ki pa marye kristal pwodiksyon an nan lane 1998. Konpayi an ki enstale nan pi gwo GaAs moun ki pa marye kristal founo mond lan lè sa a, ansanm ak yon dyamèt 400 milimèt, yon kapasite alimentation de 50 kg, ak yon 6-pous kwasans moun ki pa marye. Longè yon kristal atteint 350 milimèt. Nan lane 2000, Freiberger te rapòte a 8-pous Galyòm arsenide moun ki pa marye kristal devlope pa premye pwosesis LEC nan mond lan.
2. kouche plat Bridgman (ap Pwomosyonnen)
Metòd ap Pwomosyonnen a te genyen yon fwa pi gwo pwosè a pou pwodiksyon mès la semiconductor (ba rezistans) Galyòm arsenide moun ki pa marye kristal (SC GaAs), itilize quartz bato ak quartz ti tiyo nou a rete anba pwesyon nòmal, ak asirans ke anwo nan syèl la ak estabilite. Avantaj nan metòd ap Pwomosyonnen se Asenik/voye lafimen ka itilize pou kontwole ojis stoechiométriques rapò kò a, ak dégradé tanperati a ti pou yo rive a te diminye ne deside. Dansite dislokasyon a ki kristal moun ki pa marye ap Pwomosyonnen Galyòm arsenide se pi plis pase yon lòd ki mayitid pi ba pase sa kristal moun ki pa marye Galyòm arsenide LEC. Dezavantaj pwensipal lan se gason grandi cristaux moun ki pa marye ki pa-au semi-isolation Galyòm arsenide, e kristal entèfas ogmante se D non fanmi, ki pwal koze yon gwo dezè materyèl nan otomatik nan gaufrettes. Menm lè a, li difisil pou grandi anba gwo dyamèt cristaux dwe pote chay kapasite bato quartz nan tanperati anwo nan syèl la. A pwezan, pwodiksyon mès pwosesis la ap Pwomosyonnen kesyon sa te poze in the case of 2 pous ak pous 3 cristaux, l' a te rapòte maksimòm Galyòm arsenide de la arsenide Galyòm se 4 pous. A pwezan, pa genyen anpil konpayi yo ki sèvi ak pwosesis la te ap Pwomosyonnen pou pwodiksyon Galyòm arsenide materyèl. La maturité pratik VB ak VGF, ak pwosesis ap Pwomosyonnen la te piti piti ranplase.
3. vètikal Bridgman (VB)
Metòd VB a se yon pwosè grandi nan kristal ki te devlope nan 1980. A Galyòm arsenide polycrystal, B2O3 ak tout pitit pitit cristaux te chaje nan NEA creuset, siyen nan yon boutèy vacuumed quartz. Kò chemine a te plase verticalement. Fil fè cho pa yon rezistans fil elektrik, ak boutèy la quartz verticale mete nan mitan kò chemine a. Nan yon tanperati anwo nan syèl la, Galyòm arsenide a, polycrystal fondu, lè sa a ki te fonde nidite ak kristal pitit pitit la. Lè sa a la silenn quartz ak creuset a anyen le pase lè Bondye sipò nan yon doit ki asèptab. Anba yon sèten tanperati dégradé, moun ki pa marye a kristal se dousman nan yon bout kristal pitit pitit. Metòd VB ka grandi yon ba-rezistans Galyòm arsenide kristal moun ki pa marye, ni yon wo-rezistans semi-isolation arsenide Galyòm kristal moun ki pa marye. Mwayèn EPD de kristal a se pi ba pase 5,000/cm-2.
4. vètikal Dégradé Solidification (vètikal Dégradé fè/tounen glas, natal VGF)
Prensip ak aplikasyon jaden pwosesis VGF la ak pwosesis VB la ak pa fondamantalman. Pi gwo diferans lan se sa VGF metòd annuler la kristal tonbe sou cha ki asèptab ak la rotation ki asèptab. Konpitè a ojis yo kontwole tèmik jaden pou dousman ralanti, li an e entèfas kwasans lan vanse monte nan yon pi ba bout faire la pou konplete kristal ki donnen. Pwosè sa a fè entèfas kwasans kristal etabli an eliminasyon peyi ki asèptab mekanik transmisyon a, e fèt nan Kiba ap grandi dislokasyon sa tout moun anba GaAs kristal moun ki pa marye. Dezavantaj de VB ak VGF pratik se sa kristal ki donnen pa kapab pou obsève ak anba jijman Bondye pandan pwosesis kwasans kristal la, ak kristal agrandisman peryòd lontan. A pwezan, nivo komèsyal entènasyonal ki te ka pwodwi bit cristaux Galyòm arsenide 6-pous VB/VGF. Nan ane 2002, Freiberger te rapòte ke premye 8-pous Galyòm arsenide moun ki pa marye kristal mond lan devlope ak pwosesis VGF.