Szczegóły bloga

Na pierwszy rzut oka szafirowa płytka wydaje się zwodniczo prosta: okrągła, przezroczysta i pozornie symetryczna.Jednakże na jej krawędzi znajduje się subtelna cecha - wcięcie lub płaskość - która po cichu określa, czy epitaxia GaN się uda, czy nie..

W technologii GaN-on-sapphire, orientacja płytki nie jest detale kosmetyczne lub dziedziczne nawyki.epitaxia, i wytwarzanie urządzeń.

Zrozumienie, dlaczego istnieją wcięcia i płaskości, jak się różnią i jak je poprawnie zidentyfikować, jest niezbędne dla każdego, kto pracuje z GaN na substratach szafiru.

1Dlaczego GaN na Sapphire tak bardzo dba o orientację

W przeciwieństwie do krzemu, szafir (Al2O3) jest:

• System kryształowy trójkątny (sesakątny)

• Silnie anizotropowe pod względem właściwości termicznych, mechanicznych i powierzchniowych

• Powszechnie stosowane z orientacjami niekubicznymi, takimi jak c-płaszczyzna, a-płaszczyzna, r-płaszczyzna i m-płaszczyzna

Epitazja GaNjest bardzo wrażliwy na:

• Orientacja kryształoograficzna w samolocie

• Kierunek kroku atomowego

• W kierunku niewłaściwego cięcia podłoża

Wynik lub płaszczyzna nie jest zatem tylko do obsługi, jest to makroskopowy marker symetrii w skali atomowej.

2Płaskość vs. wycięcie: Jaka jest różnica?

2.1 Płaszczyzna płytki (wykorzystany znacznik orientacji)

Płaska jest prostym, liniowym cięciem wzdłuż krawędzi płytki.

Historycznie mieszkania były szeroko stosowane w:

• 2 i 3 cali płytki z szafiru

• Wczesna produkcja GaN LED

• Wyroby ręczne lub półautomatyczne

Główne cechy:

• Długie, proste odcinki krawędzi

• Koduje określony kierunek kryształoograficzny

• Łatwo zobaczyć i poczuć

• zużywa użytkową powierzchnię płytki

Płaskości są zazwyczaj ustawione w dobrze zdefiniowanym kierunku szafiru, na przykład:

• ¥11-20 ¥ (oś A)

• ¥1-100 ¥ (oś m)

2.2 Wafer Notch (nowoczesny standard)

Wylot to małe, wąskie wgłębienie wzdłuż krawędzi płytki.

Stał się dominującym standardem dla:

• 4-calowe, 6-calowe i większe płytki szafirowe

• W pełni zautomatyzowane narzędzia

• Fabryki GaN o dużej wydajności

Główne cechy:

• Kompaktowy, lokalizowany cięcie

• Zapewnia większą powierzchnię płytki

• Odczytywalne maszynowo

• Wysoko powtarzalny

Orientacja nacięcia nadal odpowiada określonemu kierunkowi kryształoograficznemu, ale w sposób znacznie bardziej efektywny pod względem przestrzeni.

3Dlaczego przemysł przeniósł się z płaskich do wylotów

Przejście od płaskich do wciętych nie jest kosmetyczne, ale napędzane przez fizykę, automatyzację i ekonomię wydajności.

3.1 Skalowanie wielkości płytki

Jak szafirowe płytki rosły z 2′′ → 4′′ → 6′′:

• Płaskości usunięte zbyt duży obszar aktywny

• Wyłączenie krawędzi stało się nadmierne

• Uszkodzenie równowagi mechanicznej

Rzut zapewnia informacje o orientacji z minimalnym zakłóceniem geometrycznym.

3.2 Kompatybilność z automatyzacją

Nowoczesne narzędzia opierają się na:

• Wykrywanie krawędzi optycznych

• Robotyzacja

• Algorytmy rozpoznawania orientacji

Notches oferuje:

• Jasne odniesienie kątowe

• Szybsze wyrównanie

• Niższe ryzyko błędnego wyboru

3.3 Wrażliwość procesu GaN

W przypadku epitaksy GaN błędy orientacyjne mogą powodować:

• Zgromadzenie kroków

• Rozluźnianie naczynia anootropicznego

• Nienormalne rozprzestrzenianie się wad

Dokładność i powtarzalność wyrywek zmniejszają te ryzyko.

4. Jak określić orientację płytki w praktyce

4.1 Identyfikacja wizualna

• Płaska: oczywista prosta krawędź

• Wcięcie: małe, w kształcie U lub V

Jednakże sama identyfikacja wizualna nie wystarcza do kontroli procesu GaN.

4.2 Metoda odniesienia kątowego

Po umieszczeniu wcięcia lub płaskości:

• Określ 0°

• Pomiar przesunięć kątowych wokół płytki

• Wskazówki procesu mapowania (litografia, linie rozszczepu, błędne cięcie)

Jest to kluczowe przy wyrównaniu:

• Kierunek wzrostu nawierzchni

• Paski urządzenia

• Ścieżki do pisania laserowego

4.3 Potwierdzenie rentgenowskie lub optyczne (przedszkolone)

W przypadku zastosowań o wysokiej precyzji:

• XRD potwierdza orientację kryształu.

• Metody anisotropii optycznej weryfikują ustawienie w samolocie

• Szczególnie ważne dla szafiru niepoziomowego

5. Szczególne uwagi dotyczące GaN na Sapphire

5.1 C-Plane Sapphire

• Najczęściej stosowane w przypadku diod LED i urządzeń zasilania

• Wylot zwykle ustawiony na osi osi lub osi m

• Kontroluje kierunek stopniowego przepływu wzrostu GaN

5.2 Szafir niepolarny i półpolarny

• a-płaszczyzna, m-płaszczyzna, r-płaszczyzna szafir

• Orientacja staje się kluczowa, a nie opcjonalna

• Niepoprawna interpretacja węzłów może całkowicie unieważnić podłoże

W tych przypadkach, nacięcie jest faktycznie częścią receptury epitaksjalnej.

6Powszechne błędy inżynierów

1. Zakładając, że kierunek wcięcia jest “standardowy” dla wszystkich dostawców

2. Zastosowanie szafiru jak krzemu (nie jest sześciennym)

3. Ignorując kierunek błędu cięcia zakodowany przez nacięcie

4. Opiera się wyłącznie na kontroli wizualnej

5. Mieszanie tradycyjnych rysunków na płaskim obszarze z płytkami na wcięciu

Każde z nich może doprowadzić do subtelnego, ale śmiertelnego procesu dryfu.

7Płasko czy wyrywkowo: co wybrać?

8Szersza perspektywa

W GaN na szafirze, wcięcie lub płaskość nie jest wygodą, ale fizycznym przejawem kryształografii.

W skali atomowej wzrost GaN zależy od krawędzi stopniowych i symetrii.
Na skali płytki te same kierunki są kodowane jako wcięcie lub płaskość.

To, co wygląda jak mały nacięcie na krawędzi, jest w rzeczywistości mapą kryształu pod nią.

9- Jednostronne zdanie.

W technologii GaN-on-safir, identyfikacja wcięcia lub płaskości nie polega na tym, aby wiedzieć, gdzie zaczyna się płytka, ale na tym, w jakim kierunku chce rosnąć kryształ.