Детали блога

На первый взгляд сапфировый пластинка выглядит обманчиво простой: круглая, прозрачная и, казалось бы, симметричная.И все же на его краю лежит тонкая особенность - вырезка или плоскость - которая тихо определяет, удастся ли ваша эпитаксия GaN или нет..

В технологии GaN-на-сапфире ориентация пластинки не является косметической деталью или наследственной привычкой.Эпитаксии, и изготовление устройств.

Понимание того, почему существуют вырезки и плоские, как они отличаются и как правильно их идентифицировать, имеет важное значение для всех, кто работает с GaN на сапфировых субстратах.

1Почему ГаН на Сапфире так заботится об ориентации

В отличие от кремния, сапфир (Al2O3) имеет:

• Тригональная (шестнадцатиугольная) кристаллическая система

• Сильно анизотропный по тепловым, механическим и поверхностным свойствам

• Обычно используется с некубической ориентацией, такой как c-плоскость, a-плоскость, r-плоскость и m-плоскость

Эпитаксия GaNчрезвычайно чувствителен к:

• Кристаллографическая ориентация в плоскости

• Направление атомного шага

• Неправильное направление резки подложки

Следовательно, выемка или плоскость предназначена не только для обработки - это макроскопический маркер симметрии в атомном масштабе.

2Плоская или несущая: в чем разница?

2.1 Плоская пластинка (ориентировочный маркер предыдущего типа)

Плоскость - это прямой, линейный разрез вдоль края пластины.

Исторически сложилось, что квартиры широко использовались в:

• 2-дюймовые и 3-дюймовые сапфировые пластинки

• Раннее производство GaN LED

• Ручные или полуавтоматические фабрики

Ключевые характеристики:

• Длинный, прямолинейный сегмент

• Кодирует конкретное кристаллографическое направление

• Легко видеть и ощущать

• Потребляет полезную площадь пластины

Плоскости, как правило, выровнены в точно определенном направлении сапфира, например:

• ¥11-20 ¥ (ось A)

• ¥1-100 ¥ (м-ось)

2.2 Вафровая выемка (современный стандарт)

Взлом - это небольшое узкое отверстие вдоль края пластины.

Он стал доминирующим стандартом для:

• 4-дюймовые, 6-дюймовые и более крупные сапфировые пластинки

• Полностью автоматизированные инструменты

• Высокопроизводительные заводы GaN

Ключевые характеристики:

• Компактный, локализованный разрез

• Сохраняет больше полезной площади пластины

• Машинно-читаемый

• Высоко повторяемая

Ориентация выемки по-прежнему соответствует конкретному кристаллографическому направлению, но гораздо более пространственно эффективным способом.

3Почему промышленность перешла от плоских к несущим

Переход от плоского к выемке не является косметическим, он обусловлен физикой, автоматизацией и экономикой урожая.

3.1 Уменьшение размера пластины

По мере роста сапфировых пластин от 2′′ → 4′′ → 6′′:

• Площади сняты слишком активная площадь

• Исключение краев стало чрезмерным

• Ухудшение механического баланса

Взлом обеспечивает ориентационную информацию с минимальными геометрическими нарушениями.

3.2 Совместимость автоматизации

Современные инструменты основаны на:

• Оптическое обнаружение краев

• Роботизированное выравнивание

• Алгоритмы распознавания ориентации

Ноч предлагает:

• Ясная угловая ссылка

• Более быстрое выравнивание

• Более низкий риск ошибочного выбора

3.3 Чувствительность процесса GaN

При эпитаксии GaN ошибки ориентации могут вызвать:

• Степное скрещивание

• Анизотропная релаксация напряжения

• Неравномерное распространение дефектов

Точность и повторяемость вырезки снижают эти риски.

4. Как определить ориентацию вафры на практике

4.1 Визуальная идентификация

• Плоская: очевидная прямая сторона

• Взлом: небольшой, U- или V-образный

Однако для контроля процесса GaN недостаточно только визуальной идентификации.

4.2 Угловой метод отсчета

После того, как выемка или плоскость расположена:

• Определите 0°

• Измеряйте угловые смещения вокруг пластины

• Направления процесса картографии (литография, линии расщепления, неправильное вырезание)

Это важно при выравнивании:

• Направление эпитаксиального роста

• Полоски устройства

• Лансы для лазерного письба

4.3 Рентгеновское или оптическое подтверждение (продвинутое)

Для высокоточных применений:

• ХРД подтверждает ориентацию кристалла

• Методы оптической анизотропии проверяют выравнивание в плоскости

• Особенно важно для сапфира, не имеющего плоскости с.

5Особые соображения для GaN на Сапфире

5.1 c-Plane Сапфир

• Наиболее распространены для светодиодов и силовых устройств

• Зарезка, обычно выровненная к оси оси или оси m

• Контролирует направление шагового потока при росте GaN

5.2 Неполярный и полуполярный сапфир

• а-плоскость, м-плоскость, р-плоскость сапфир

• Ориентация становится критической, а не необязательной

• Неправильная интерпретация выемки может полностью отменить субстрат

В этих случаях выемка фактически является частью эпитаксиального рецепта.

6Частые ошибки инженеров

1. Предполагая, что направление выемки является стандартным для всех поставщиков

2. Обработка сапфира как кремния (он не кубический)

3. Игнорирование направления ошибки, закодированного выемкой

4. Опирается исключительно на визуальный осмотр

5. Смешивание старых чертежей на плоской основе с вафлями на основе выемки

Каждый из них может привести к тонкому, но смертельному процессу дрейфа.

7Плоская или выемка: что выбирать?

8Более широкий взгляд

В GaN на сапфире выемка или плоскость не является удобством - это физическое проявление кристаллографии.

В атомном масштабе рост GaN зависит от ступенчатых краев и симметрии.
На шкале пластинки те же направления кодируются как выемка или плоская.

То, что выглядит как небольшой разрез на краю, на самом деле является картой кристалла внизу.

9Одноразовый урок.

В технологии GaN на сапфире определение выемки или плоскости не связано с тем, где начинается вафля, а с тем, в каком направлении кристалл хочет расти.