InSb போட்டோசென்சிட்டிவ் சிப்பின் PN ஜங்ஷனை உருவாக்குவது எப்படி?
In terms of mid-infrared detection in the 3-5um band, detectors based on InSb materials stand out from many material devices due to their mature material technology, high sensitivity, and good stability. InSb has become the preferred material for the preparation of mid-wave infrared detectors. Ganwafer can supply InSb wafers for infrared detectors, more specifications please view: https://www.ganwafer.com/product/insb-wafer/; அல்லது உங்கள் விசாரணைகளை அனுப்பவும்sales@ganwafer.com. ஒரு நேரடி பேண்ட்கேப் குறைக்கடத்தி பொருளாக, InSb சிறிய எலக்ட்ரான் பயனுள்ள நிறை, அதிக இயக்கம் மற்றும் குறுகிய பேண்ட் இடைவெளி (300K இல் 0.17eV மற்றும் 77K இல் 0.23eV) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. குறைந்த வெப்பநிலையில், InSb அகச்சிவப்பு ஒளிக்கான உயர் உறிஞ்சுதல் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது (~1014செ.மீ-1), ஒரு குவாண்டம் செயல்திறன் 80% ஐ விட அதிகமாகவோ அல்லது சமமாகவோ, மற்றும் உயர் கேரியர் இயக்கம் (un~105செ.மீ2∙வி-1∙கள்-1).
அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சியுடன், InSb பொருட்களின் அடிப்படையிலான ஒளிச்சேர்க்கை சில்லுகள் யூனிட் சில்லுகள் முதல் பல உறுப்புகள், வரி வரிசை மற்றும் பகுதி வரிசை சில்லுகள் வரை வளர்ச்சி செயல்முறையை அனுபவித்துள்ளன. ஃபிளிப்-சிப் இன்டர்கனெக்ஷன் செயல்முறைக்குப் பிறகு, ஒளிச்சேர்க்கை சிப் மற்றும் சிக்னல் ப்ராசசிங் சர்க்யூட் ஆகியவை ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு, அகச்சிவப்பு சிக்னல் கண்டறிதலின் முக்கிய அங்கமான ஆப்டிகல் சிஸ்டத்தின் குவியத் தளத்தில் வைக்கப்படுகின்றன. ஒளிமின்னழுத்த மாற்றத்தின் உணர்தலில், InSb ஃபோட்டோசென்சிட்டிவ் சிப்பின் செயல்திறன் குவிய விமானம் கண்டுபிடிப்பாளரின் கண்டறிதல் அளவை தீர்மானிக்கும் முக்கிய காரணிகளில் ஒன்றாகும். InSb பகுதி வரிசை ஃபோட்டோசென்சிட்டிவ் சிப் தயாரிப்பில், PN சந்திப்பின் தரம் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை பிக்சல் அலகுகளின் பயனுள்ள தனிமைப்படுத்தல் ஆகியவை பகுதி வரிசை சிப்பை தயாரிப்பதற்கான முக்கிய விசைகளாகும். அவற்றுள், PN சந்திப்பின் தயாரிப்பு செயல்முறையானது ஒரு பரவல் செயல்முறை, ஒரு அயன் பொருத்துதல் செயல்முறை மற்றும் ஒரு எபிடாக்ஸி செயல்முறை என பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, இவை InSb அகச்சிவப்பு கண்டறிதலை உருவாக்குவதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்பங்களாகும். வெவ்வேறு PN சந்தி புனையமைப்பு நுட்பங்களுக்கு, தொடர்புடைய மேற்பரப்பு வரிசை கட்டமைப்பு புனையமைப்பு நுட்பங்களும் வேறுபட்டவை. பிஎன் சந்தி தயாரிப்பு செயல்முறைகளின்படி ஒளிச்சேர்க்கை சிப்பின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.
1. வெப்ப பரவல் செயல்முறை
வெப்ப பரவல் செயல்முறை முதல் வளர்ந்த மற்றும் முதிர்ந்த செயல்முறை முறையாகும். ஊக்கமருந்து உறுப்பு அணுக்கள் இண்டியம் ஆண்டிமோனைடு படிகத்திற்குள் நுழைவதற்கு போதுமான ஆற்றலைப் பெறுவதும், அதிக வெப்பநிலை வெப்பமாக்கல் முறையின் மூலம் லட்டு காலியிடங்களை ஆக்கிரமிப்பதும், உறுப்பு ஊக்கமருந்து மற்றும் பொருள் மாற்றத்தை உணர வைப்பதே செயல்முறையின் கொள்கையாகும். பரவல் செயல்முறை தொழில்நுட்பம் முதிர்ச்சியடைந்தது மற்றும் உபகரணங்கள் எளிமையானது, ஆனால் ஊக்கமருந்து அசுத்தங்களின் கட்டுப்பாட்டு திறன் மோசமாக உள்ளது. எனவே, ஒரே தொகுப்பில் உள்ள தொகுதிகளுக்கு இடையில் மற்றும் InSb அடி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் மீண்டும் மீண்டும் செயல்படுவது ஒப்பீட்டளவில் மோசமாக உள்ளது, மேலும் பெரிய பகுதி வரிசை பரவலின் சீரான கட்டுப்பாடு மோசமாக உள்ளது; படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பொருளில் தூய்மையற்ற கூறுகளை செங்குத்தாக இணைக்கும் போது தீவிர பக்கவாட்டு பரவல் உள்ளது. எனவே, InSb பகுதி வரிசை ஒளிச்சேர்க்கை சிப்பை தயாரிப்பதில், ஈரமான பொறித்தல் நுட்பம் அல்லது உலர் பொறித்தல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துவது பொதுவாக அவசியம். மீசா சந்திப்பு குவிய விமான வரிசையை (FPA) தயாரிப்பதற்கான நுட்பம்.
படம் 1 பக்கவாட்டு பரவலின் விளைவு வரைபடம்
2. அயன் உள்வைப்பு செயல்முறை
அதிக செயல்திறன் கொண்ட PN சந்திப்புகளின் தேவையிலிருந்து அயனி பொருத்துதல் செயல்முறை பிறந்தது. இம்ப்ளான்டேஷன் செயல்முறையானது உபகரணங்களின் அயனி மூலக் கூறுகள் மூலம் தூய்மையற்ற கூறுகளை உயர்-ஆற்றல் துகள்களாக அயனியாக்குகிறது, மேலும் முடுக்கம் குழாய்கள் போன்ற குழாய்கள் மூலம் அடி மூலக்கூறுப் பொருட்களில் கிலோகிராம் மற்றும் டிரில்லியன்கள் வரை அதிக ஆற்றல் கொண்ட உயர் ஆற்றல் அயனிகளைப் பொருத்துகிறது. பொருள் கூறுகளின் ஊக்கமருந்துகளை உணர்ந்து பொருள் பண்புகளை மாற்றவும். பரவல் செயல்பாட்டில் அடி மூலக்கூறு பொருளை ஊக்கப்படுத்தும் செயல்பாட்டில், பொருளின் மேற்பரப்பில் ஊக்கமருந்து செறிவு அதிகமாக உள்ளது என்பதை செயல்முறை உணர்தல் செயல்முறை மற்றும் செயல்முறைக் கொள்கையிலிருந்து அறியலாம். ஊக்கமருந்து ஆழம் ஆழமடைவதால், ஊக்கமருந்து செறிவு படிப்படியாக குறைகிறது, மேலும் பரவல் செயல்முறை ஒரு தரப்படுத்தப்பட்ட சந்திப்பாக மாறும். உட்செலுத்துதல் செயல்முறையின் சந்திப்பு உருவாக்கும் செயல்பாட்டின் போது, உயர் ஆற்றல் துகள்கள் அடி மூலக்கூறுப் பொருளில் பொருத்தப்பட்ட பிறகு கருக்கள் மற்றும் உள் அணு எலக்ட்ரான்களால் தடுக்கப்படுகின்றன, மேலும் படிப்படியாக வேகம் குறைந்து ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்தில் இருக்கும். அடி மூலக்கூறு பொருளின் மேற்பரப்பைத் தவிர, உள்வைப்பு வரம்பில் உள்ள இடத்தில் அதிக செறிவை பொருத்தவும். உள்வைக்கப்பட்ட உறுப்புகளின் விநியோகம் ஒப்பீட்டளவில் குவிந்துள்ளது, மேலும் உருவான PN சந்திப்பு ஒரு திடீர் சந்திப்பு அமைப்பாகும். செயல்முறை சரியாக வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தால், சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட ஒரு PN சந்திப்பைப் பெறலாம் மற்றும் சாதனத்தின் இரைச்சல் மின்னோட்டத்தை குறைக்கலாம்.
படம் 2 அயன் உள்வைப்பின் திட்ட வரைபடம்
InSb அடிப்படையிலான அகச்சிவப்பு ஒளிச்சேர்க்கை சில்லுகளைத் தயாரிப்பதற்கு, அயனி பொருத்துதல் செயல்முறையின் நன்மை என்னவென்றால், உள்வைப்பு ஆற்றல் மற்றும் அளவை சுதந்திரமாக கட்டுப்படுத்த முடியும், மேலும் பொருத்தப்பட்ட அசுத்தங்களின் அளவு மற்றும் ஆழத்தை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த முடியும், இதனால் மிகக் குறைந்த மற்றும் ஆழமற்றதாக இருக்கும். சந்திப்பு உள்வைப்பு. பொருத்தப்பட்ட அசுத்தங்கள் முகமூடியின் வடிவத்தின்படி அடிப்படைப் பொருளில் கிட்டத்தட்ட செங்குத்தாகச் செல்கின்றன, மேலும் தீவிரமான பக்கவாட்டு பரவல் இருக்காது; உபகரணம் மிகவும் தானியங்கு, இது ஒரு பெரிய பகுதியில் சீரான ஊக்கமருந்து அடைய முடியும், நல்ல மீண்டும் மீண்டும், துல்லியம் மற்றும் ஊக்கமருந்து மீண்டும் மீண்டும் உறுதி. ஊக்கமருந்து உறுப்பின் தூய்மையை உறுதி செய்வதற்காக ஒற்றை அசுத்தத்தைத் துல்லியமாகத் தேர்ந்தெடுக்கலாம். பரவல் செயல்முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, அயனி பொருத்துதல் செயல்முறைக்கு அதிக வெப்பநிலை சிகிச்சை தேவையில்லை, மேலும் செயல்முறை நேரம் பரவல் செயல்முறையை விட குறைவாக உள்ளது, இது InSb ஒளிச்சேர்க்கை சில்லுகளின் உற்பத்தி திறனை திறம்பட மேம்படுத்த முடியும்.
அயனி பொருத்துதலின் செங்குத்து ஊக்கமருந்து கோலிமேஷனின் நன்மைகளின் பார்வையில், அயன் பொருத்துதல் செயல்முறையுடன் பொருந்திய பகுதி வரிசை ஒளிச்சேர்க்கை சிப்பின் அமைப்பு பொதுவாக ஒரு பிளானர் சந்திப்பு அமைப்பாகும். பிளானர் சந்தி அமைப்புடன் இணைந்த அயன் பொருத்துதல் செயல்முறை பின்வரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது:
1) பிக்சல் தனிமைப்படுத்தலில் ஈடுபடும் ஃபோட்டோலித்தோகிராபி, அரிப்பு மற்றும் எச்சிங் செயல்முறைகள் போன்ற செயல்முறை படிகளைக் குறைத்தல்;
2) ஒளிச்சேர்க்கை மேற்பரப்பு வரிசையின் ஒருமைப்பாடு சிறப்பாக உள்ளது, குமிழ்கள் பிற்பகுதியில் ஒன்றோடொன்று இணைக்கும் மற்றும் விநியோகிக்கும் செயல்பாட்டில் தோன்றுவது எளிதல்ல, மேலும் அரைத்தல், மெருகூட்டுதல் மற்றும் மெல்லியதாக மாற்றும் செயல்பாட்டில் அழுத்தத்தை எதிர்க்கும் திறன் வலுவாக இருக்கும்;
3) பிக்சல் தனிமைப்படுத்தலை அடைவதற்கு ஒரு பள்ளம் அமைப்பைத் தயாரிக்க வேண்டிய அவசியமில்லை, இது பிக்சல் மைய தூரத்தைக் குறைக்கும் மற்றும் InSb பகுதி வரிசை சிப்பின் அளவைக் குறைக்கும். இதன் மூலம், ஆதரிக்கும் தேவாரம் மற்றும் குளிர்பதனக் கட்டமைப்பின் அளவு குறைக்கப்பட்டு, மின் நுகர்வு மற்றும் செலவு குறைகிறது.
3. InSb Epitaxy செயல்முறை
தற்போதைய எபிடாக்சியல் படங்களின் செயல்திறனில் இருந்து ஆராயும்போது, எபிடாக்ஸி என்பது நம்பிக்கைக்குரிய InSb குவிய விமான வரிசை புனையமைப்பு தொழில்நுட்பமாகும். எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி என்பது ஒரு படிக InSb அடி மூலக்கூறில் அசல் படிக நோக்குநிலையின் படி ஒரு புதிய ஒற்றை படிக அடுக்கை வளர்ப்பதற்கான தயாரிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், அதன் மேற்பரப்பு படிகத்தின் உருகும் புள்ளியை விட குறைந்த வெப்பநிலையில் கவனமாக செயலாக்கப்படுகிறது. எபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், InSb எபிடாக்சியல் படிக அடுக்கைத் தயாரிக்கும் போது, வினையில் உள்ள தூய்மையற்ற உள்ளடக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் அடுக்கில் உள்ள தூய்மையற்ற செறிவை சரிசெய்ய முடியும், இது அடி மூலக்கூறு வகை மற்றும் தூய்மையற்ற ஊக்கமருந்து நிலை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படாது. . எனவே, இந்த நுட்பத்தால் PN சந்திப்பு உருவாகும்போது, தூய்மையற்ற விநியோகம் சிறந்த திடீர் தூய்மையற்ற விநியோகத்திற்கு அருகில் இருக்கும். பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் எபிடாக்ஸி செயல்முறை முறைகளில் MBE, MOCVD, LPE மற்றும் MSE போன்றவை அடங்கும்.
படம் 3 MBE எபிடாக்சியல் லேயரின் வளர்ச்சிக் கொள்கையின் திட்ட வரைபடம்
எபிடாக்சியல் செயல்முறை மிகவும் மேம்பட்ட சாதன கட்டமைப்புகளை வழங்க முடியும். எபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பத்தின் நன்மை என்னவென்றால், வளர்ந்த குறைக்கடத்தியின் கடத்துத்திறன் வகையை InSb எபிடாக்சியல் படிகமயமாக்கல் செயல்பாட்டின் போது தேவைக்கேற்ப கட்டுப்படுத்த முடியும், மேலும் எந்த நேரத்திலும் அசுத்தங்களின் ஊக்கமருந்து அளவை சரிசெய்ய முடியும். இது ஒரே மாதிரியான வளர்ச்சி, உள்நாட்டில் ஊக்கமருந்து, நிகழ்நேரக் கட்டுப்பாடு மற்றும் குறைக்க வேண்டிய அவசியமில்லை, மெல்லிய தன்மை மற்றும் பிற நன்மைகள் காரணமாக, எபிடாக்ஸி செயல்பாட்டில் சாதன அளவுருக்களைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் வெவ்வேறு சாதன கட்டமைப்புகளை வடிவமைத்து உருவாக்கலாம். உயர்-வெப்பநிலை வேலை சாதனங்கள் மற்றும் இரட்டை-பாலிக்ரோமடிக் இசைக்குழு வேலை செய்யும் சாதனங்களின் புனைகதைகளை உணர.
எபிடாக்சியல் செயல்முறை முழு-சிப் வளர்ச்சி முறையைப் பின்பற்றுவதால், இது மீசா சந்திப்பு கட்டமைப்பு சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படும்.
மேலும் தகவலுக்கு, தயவுசெய்து எங்களை மின்னஞ்சல் முகவரியில் தொடர்பு கொள்ளவும்sales@ganwafer.com மற்றும் tech@ganwafer.com.
