Teicneolaíocht Epitaxy Íseal-Teochta atá bunaithe i GAN

1. An tábhacht a bhaineann le hábhair atá bunaithe ar Gan

Úsáidtear ábhair leathsheoltóra atá bunaithe i GAN go forleathan nuair a ullmhaítear feistí optoelectronic, gléasanna leictreonacha cumhachta agus feistí micreathonn minicíochta raidió mar gheall ar a n-airíonna den scoth amhail tréithe bandgap leathan, neart allamuigh ard-mhiondealú agus seoltacht ard teirmeach. Baineadh úsáid fhorleathan as na gléasanna seo i dtionscail amhail soilsiú leathsheoltóra, foinsí solais ultraivialait solad-stáit, fótavoltaic gréine, taispeáint léasair, scáileáin taispeána solúbtha, cumarsáid shoghluaiste, soláthairtí cumhachta, feithiclí fuinnimh nua, greillí cliste, etc., agus tá an teicneolaíocht agus an margadh ag éirí níos aibí.

Teorainneacha na Teicneolaíochta Epitaxy Traidisiúnta

Teicneolaíochtaí fáis eipidíteacha traidisiúnta d'ábhair atá bunaithe ar gan amhailMOCVDisMBEDe ghnáth bíonn coinníollacha ardteochta ag teastáil uathu, nach bhfuil infheidhme maidir le foshraitheanna éagruthacha amhail gloine agus plaistigh toisc nach féidir leis na hábhair seo teochtaí fáis níos airde a sheasamh. Mar shampla, laghdóidh gloine snámha a úsáidtear go coitianta faoi choinníollacha níos mó ná 600 ° C. Éileamh ar theocht ísealTeicneolaíocht Epitaxy: Leis an éileamh atá ag dul i méid ar ghléasanna optoelectronic (leictreonach) ar chostas íseal agus solúbtha, tá éileamh ar threalamh eipiciúil a úsáideann fuinneamh réimse leictreach seachtrach chun réamhtheachtaithe imoibriúcháin a chnagadh ag teochtaí ísle. Is féidir an teicneolaíocht seo a dhéanamh ag teochtaí ísle, ag oiriúnú do thréithe foshraitheanna éagruthacha, agus ag soláthar an fhéidearthacht feistí ar chostas íseal agus solúbtha (optoelectronic) a ullmhú.

Struchtúr criostail na n-ábhar atá bunaithe ar Gantal

Cineál Struchtúr Crystal

I measc na n-ábhar atá bunaithe ar Gan, tá Gan, Inn, ALN agus a dtuaslagáin sholadacha trínártha agus cheathartha, le trí struchtúr criostail de shalann wurtzite, sphalerite agus carraige, ina bhfuil an struchtúr wurtzite is cobhsaí. Is céim inláimhsithe é an struchtúr sphalerite, ar féidir é a chlaochlú isteach sa struchtúr wurtzite ag ardteocht, agus is féidir leis a bheith ann sa struchtúr wurtzite i bhfoirm lochtanna cruachta ag teochtaí níos ísle. Is é an struchtúr salann carraige an chéim ardbhrú de GAN agus ní féidir é a bheith le feiceáil ach faoi choinníollacha brú an-ard.

Tréithriú plánaí criostail agus caighdeán criostail

I measc na n-eitleán criostail coitianta tá plána polar C, plána leath-pholar S, Plane R-Plane, N-Plane, agus A-Plane neamhpholait agus m-eitleán. De ghnáth, is treoshuímh chriostal C-eitleáin iad na scannáin tanaí atá bunaithe ag an GAN ar epitaxy ar fhoshraitheanna sapphire agus Si.

3. Riachtanais Teicneolaíochta Epitaxy agus Réitigh Forfheidhmithe

Riachtanas an athraithe teicneolaíochta

Le forbairt faisnéise agus faisnéise, is gnách go mbíonn an t-éileamh ar fheistí optoelectronic agus ar ghléasanna leictreonacha ar chostas íseal agus solúbtha. D'fhonn na riachtanais seo a chomhlíonadh, is gá an teicneolaíocht eipiciúil atá ann faoi láthair a athrú, go háirithe chun teicneolaíocht eipiciúil a fhorbairt is féidir a dhéanamh ag teochtaí ísle chun dul in oiriúint do thréithe foshraitheanna éagruthacha.

Teicneolaíocht eipiciúil ísealteochta a fhorbairt

Teicneolaíocht eipiciúil ísealteochta bunaithe ar phrionsabail naSil -leagan gaile fisiciúil (PVD)isSil -leagan gaile ceimiceach (CVD), lena n-áirítear sputtering maighnéada imoibríoch, MBE (PA-MBE) le cúnamh plasma (PA-MBE), sil-leagan léasair bíogach (PLD), sil-leagan sputtering pulsed (PSD), MBE le cúnamh léasair (LMBE), plasma cian-CVD (RPCVD), feabhsaíodh imirce MOC-MOC CVD (MEA-CVD), iargúlta PLOCMA CVDMD CVDMA CVDMA) .

.

Cineálacha Teicneolaíochta

Lena n-áirítear sputtering maighnéada imoibríoch, MBE (PA-MBE) le cúnamh plasma, sil-leagan léasair (PLD), sil-leagan sputtering pulsed (PSD) agus MBE (LMBE) le cúnamh léasair.

Gnéithe teicniúla

Soláthraíonn na teicneolaíochtaí seo fuinneamh trí chúpláil allamuigh sheachtraigh a úsáid chun an fhoinse imoibriúcháin a ianú ag teocht íseal, rud a laghdaíonn a theocht scáineadh agus ag baint amach fás eipidíteach ísealteochta d'ábhair atá bunaithe ar GAN. Mar shampla, tugann teicneolaíocht sputtering maighnéada imoibríoch réimse maighnéadach isteach le linn an phróisis sputtering chun fuinneamh cinéiteach na leictreon a mhéadú agus chun an dóchúlacht go dtarlóidh imbhualadh le N2 agus AR a mhéadú chun spriotáil sprice a fheabhsú. Ag an am céanna, is féidir leis plasma ard-dlúis a theorannú os cionn na sprice agus bombardú na n-ian ar an tsubstráit a laghdú.

Dúshláin

Cé gurbh fhéidir le forbairt na dteicneolaíochtaí seo feistí optoelectronic ar chostas íseal agus solúbtha a ullmhú, tá dúshláin rompu freisin maidir le cáilíocht fáis, castacht trealaimh agus costas. Mar shampla, is iondúil go n-éilíonn teicneolaíocht PVD céim ard i bhfolús, ar féidir léi réamh-imoibriú a chosc go héifeachtach agus roinnt trealaimh monatóireachta in-situ a thabhairt isteach a chaithfidh a bheith ag obair faoi fholús ard (mar shampla Rheed, Langmuir probe, etc.), ach méadaíonn sé an deacracht a bhaineann le sil-leagan aonfhoirmeach, agus tá costas ard-chostais an ardcheantair.

5. Teicneolaíocht eipidéimeach ísealteochta bunaithe ar phrionsabal CVD

Cineálacha Teicneolaíochta

Lena n-áirítear CVD plasma iargúlta (RPCVD), imirce feabhsaithe CVD (MEA-CVD), MOCVD feabhsaithe plasma cianda (RPEMOCVD), gníomhaíocht feabhsaithe MOCVD (remocvd), athshondas cyclotron plasma feabhsaithe MOCVD (ECR-PEMOCVD) plasma feabhsaithe plasma mocvd (ICP-PEMOCVD).

Buntáistí teicniúla

Baineann na teicneolaíochtaí seo le fás na n-ábhar leathsheoltóra iii-nítríde ar nós Gan agus Inn ag teochtaí níos ísle trí fhoinsí plasma agus meicníochtaí imoibriúcháin éagsúla a úsáid, rud a chabhródh le sil-leagan aonfhoirmeach agus laghdú costais. Mar shampla, úsáideann teicneolaíocht Plasma CVD (RPCVD) iargúlta foinse ECR mar ghineadóir plasma, ar gineadóir plasma ísealbhrú é ar féidir leis plasma ard-dlúis a ghiniúint. Ag an am céanna, tríd an teicneolaíocht speictreascópachta plasma luminescence (OES), tá an speictream 391 nm a bhaineann le N2+ beagnach dosháraithe os cionn an tsubstráit, rud a laghdaíonn bombardú dromchla an tsampla ag ian ardfhuinnimh.

Feabhas a chur ar chaighdeán criostail

Feabhsaítear caighdeán criostail an chiseal eipiciúil trí cháithníní ardfhuinnimh a ghearrtar a scagadh go héifeachtach. Mar shampla, úsáideann teicneolaíocht MEA-CVD foinse HCP chun ionad plasma ECR RPCVD a athsholáthar, rud a chiallaíonn go bhfuil sé níos oiriúnaí chun plasma ard-dlúis a ghiniúint. Is é an buntáiste a bhaineann leis an bhfoinse HCP ná nach bhfuil aon éilliú ocsaigine ann de bharr an fhuinneog tréleictreach Grianchloch, agus tá dlús plasma níos airde aige ná an fhoinse plasma cúplála capacitive (CCP).

6. Achoimre agus Outlook

Stádas reatha na teicneolaíochta eipidéime ísealteochta

Trí thaighde agus anailís litríochta, tugtar breac-chuntas ar stádas reatha na teicneolaíochta epitaxy ísealteochta, lena n-áirítear tréithe teicniúla, struchtúr trealaimh, dálaí oibre agus torthaí turgnamhacha. Soláthraíonn na teicneolaíochtaí seo fuinneamh trí chúpláil allamuigh sheachtraigh, laghdaíonn siad an teocht fáis go héifeachtach, oiriúnú do thréithe foshraitheanna éagruthacha, agus soláthraíonn siad an fhéidearthacht feistí leictreonacha ar chostas íseal agus solúbtha (OPTO) a ullmhú.

Treoracha taighde amach anseo

Tá ionchais leathana feidhmithe ag teicneolaíocht eipidítí ísealteochta, ach tá sí fós sa chéim thaiscéalaíoch. Éilíonn sé taighde domhain ó na gnéithe trealaimh agus próisis araon chun fadhbanna in iarratais innealtóireachta a réiteach. Mar shampla, is gá staidéar breise a dhéanamh ar conas plasma dlúis níos airde a fháil agus an fhadhb scagtha ian sa phlasma a mheas; conas struchtúr na feiste homogenization gáis a dhearadh chun an réamh-imoibriú sa chuas ag teochtaí ísle a chosc go héifeachtach; Conas téitheoir an trealaimh eipidíteach ísealteochta a dhearadh chun réimsí spréachta nó leictreamaighnéadacha a sheachaint a théann i bhfeidhm ar an bplasma ag brú cuas ar leith.

Ranníocaíocht ag súil leis

Táthar ag súil go mbeidh an réimse seo ina treo forbartha féideartha agus go gcuirfidh sé ranníocaíochtaí tábhachtacha le forbairt an chéad ghlúin eile de ghléasanna optoelectronic. Le haird ghéar agus cur chun cinn bríomhar taighdeoirí, fásfaidh an réimse seo ina threo forbartha féideartha amach anseo agus cuirfidh sé ranníocaíochtaí tábhachtacha le forbairt an chéad ghlúin eile de ghléasanna (optoelectronic).