Defi endistriyalizasyon Diamond Semiconductor

Kounye a, semi-conducteurs dyaman yo nan yon etap kritik nan tranzisyon soti nan rechèch ak devlopman nan aplikasyon pratik. Malgre ke yo te reyalize rezilta aplikasyon sèten nan domèn tankou substra kondiktif tèmik ak detektè radyasyon, yo toujou fè fas a anpil defi.

 

Kwasans materyèl se defi prensipal pou endistriyalizasyon semi-conducteurs dyaman. Aktyèl endikap 12 pous Silisyòm wafers yo te reyalize gwo -aplikasyon echèl, ki ka siyifikativman redwi pri inite a nan chips, pandan y ap gwosè a nan substrats kristal sèl dyaman se pi piti anpil pase 8 pous, dirèkteman limite entegrasyon chip ak pwodiksyon an. Ti substrats gwosè pa sèlman pa satisfè egzijans gwo -dansite layout sikwi entegre gwo -echèl, men tou, ogmante depresyasyon ekipman, konsomasyon matyè premyè, ak lòt depans pataje, febli konpetitivite pri.

 

Genyen tou bouche nan teknoloji preparasyon an. Depozisyon chimik vapè (CVD) se metòd endikap la, men to kwasans lan se sèlman kèk mikromèt ak dè dizèn de mikro pou chak èdtan, ki difisil pou matche ak bezwen pwodiksyon efikas nan endistri semi-conducteurs. Li mande tou kontwòl egzak nan paramèt miltip, ak ekipman yo ak depans fonksyònman yo wo. Malgre ke tanperati ki wo ak metòd presyon wo (HTHP) ka pwodwi dyaman, li se tendans entwodwi enpurte ak domaj, epi li pa ka dirèkteman itilize nan semi-conducteurs. Sepandan, bon jan kalite a kristal ak inifòmite nan dyaman prepare pa metòd CVD toujou bezwen amelyore.

 

An tèm de teknoloji dopaj, tou de p-tip ak n-tip yo nan yon dilèm. P-tip dopaj sitou depann sou atòm bor, men enèji iyonizasyon bor se osi wo ke 0.37eV, sa ki fè li difisil konplètman ionize nan tanperati chanm ak sa ki lakòz konsantrasyon konpayi asirans ki ba anpil. Si gwo dopaj fèt pou ogmante konsantrasyon an, sa ap mennen nan yon ogmantasyon nan estrès lasi ak defo sifas, entansifye rekonbinasyon twou elèktron, ak ogmante vire aparèy la -sou vòltaj ak sou rezistans.

Nan teyori, n-tip dopaj ka itilize atòm fosfò, men reyon atomik yo pi gwo pase atòm kabòn, sa ki ka lakòz gwo distòsyon lasi pandan dopaj. Distòsyon sa a siyifikativman ogmante pwobabilite pou konpayi asirans gaye, ki mennen nan yon diminisyon byen file nan mobilite. Kounye a, li toujou difisil pou jwenn gwo konsantrasyon ak gwo -bon jan kalite n-dyaman dope, ki limite aplikasyon an nan aparèy ki gen rapò.

 

Sepandan, kèk ekspè predi ke substrats dyaman 4-pous yo espere reyalize pwodiksyon an mas nan pwochen 3-5 ane yo, ak karakteristik ekselan konduktiviti yo espere rezoud pwoblèm mondyal la nan mank de aparèy efikas p-tip nan semi-conducteurs bandgap lajè.

 

Nan manifakti aparèy, pwosesis semi-conducteurs tradisyonèl yo gen konpatibilite pòv ak dyaman. Nan pwosesis fotolitografi a, karakteristik sifas dyaman yo espesyal, ak fotorezist òdinè difisil pou respekte yon fason ki inifòm, sa ki ka fasilman mennen nan deformation modèl ak liy inegal; Nan pwosesis la grave, dyaman gen estabilite chimik trè fò, ak pi tradisyonèl etchants gen efè fèb, sa ki fè li difisil pou kontwole avèk presizyon pwofondè ak fòm.

 

Pwopriyete yo superhard nan dyaman tou poze defi pou pwosesis. Silisyòm ak kousinen polisaj carbure Silisyòm bezwen reyalize planite nivo atomik (brute RMS mwens pase oswa egal a 0.1nm), pandan y ap dyaman gen dite trè wo ak zouti fanm k'ap pile òdinè mete deyò byen vit. Menm ak dyaman fanm k'ap pile wou, toujou gen pwoblèm tankou efikasite ki ba ak domaj fasil tèmik, ki fè li difisil satisfè kondisyon yo bon jan kalite sifas "nivo substrate".