인디움 인화물 (InP) 은 중요한 III-V 화합물입니다.반도체 기판광 통신, 광학 통합 회로, 고속 전자제품, 적외선 감지, 레이저, 광 탐지 장치 및 고급 감지 시스템에서 사용됩니다.상업용 InP 기판은 여러 전기 구성으로 제공됩니다.현재 상용 제품 포트폴리오에는 일반적으로 황이 첨가 된, 주황이 첨가 된,아연 도핑 및 반 단열 InP 기판.
엔지니어와 구매 팀의 경우 올바른 InP 웨이퍼를 선택하는 것은 단순히 지름과 결정 지향을 선택하는 것이 아닙니다.저항성, 전기 격리, 접촉 설계, 대각관 호환성 그리고 궁극적으로 장치 구조.
이 가이드에서는 Fe-doped 반열성 InP, S-doped N-type InP, Sn-doped N-type InP 및 Zn-doped P-type InP를 비교합니다.반도체 및 광학 응용 용도로 각 재료가 어떻게 선택되어야 하는지에 대한 특별한 관심과 함께.
순수한 반도체 결정은 실제 생산에서 이상적인 본질적 재료로 거의 행동하지 않습니다. 잔류 불순물과 고유 결함이 전기 운반자를 도입합니다.의도적인 도핑은 제조업체가 선도성을 예측할 수 있는 방법으로 제어할 수 있도록 합니다..
InP 기판의 경우, 도핑은 근본적으로 다른 세 가지 목표를 달성하기 위해 사용될 수 있습니다.
첫 번째는 고 저항성 반 단열 기판을 만드는 것입니다. 대용량 웨이퍼를 통한 전기 전도도가 최소화되어야합니다.
두 번째는 N형 전도성 기판을 만드는 것입니다. 전자들이 대부분 운반자입니다.
세 번째는 P형 전도성 기판을 만드는 것입니다. 구멍이 대부분 운반자입니다.
따라서 Fe, S, Sn 및 Zn은 단순히 다른 화학 첨가물을 나타내는 것이 아니라 InP 결정 내에서 다른 전기 기능을 만듭니다.
| inP 기판 | 전기 기능 | 대다수 운반자 / 행동 | 선택 된 주된 이유 |
|---|---|---|---|
| Fe-Doped InP | 반 단열 | 강력한 운반자 보상 | 전기 격리 및 높은 대량 저항성 |
| S-도핑 InP | N형 | 전자 | 높은 N형 운반자 농도와 전도성 기판 |
| Sn-Doped InP | N형 | 전자 | 제어된 N형 전도성 |
| Zn-Doped InP | P형 | 구멍 | 특정 장치 구조를 위한 P형 기판 |
실제 운반자 농도와 저항성은 항상 공급자의 사양에서 확인되어야합니다. 왜냐하면 그들은 결정 성장 방법, 도판트 농도 및 목표 웨이퍼 품질에 따라 다르기 때문입니다.
Fe-doped InP는 일반적인 N형과 P형 웨이퍼와 근본적으로 다릅니다.
철은 일반적으로 전도성 반도체를 생산하기보다는 반열성 InP를 생성하기 위해 주로 도입됩니다.
전형적인 InP 결정에서 잔류의 얇은 기증자 불순물은 물질을 전기 전도성으로 만들 수 있습니다.Fe는 전자들을 포착함으로써 이 잔류 기증자를 보상할 수 있는 깊은 수용자 수준을 도입합니다.일단 보상이 충분하면 자유 운반자의 농도는 매우 낮아지고 대량 물질은 높은 전기 저항성을 얻습니다.이 깊은 수준의 보상 메커니즘은 기존의 Fe-doped 반 단열 InP의 기초입니다..
따라서 Fe-doped InP를 일반 N형 또는 P형 기판으로 취급하기보다는 보상 반 단열 물질로 묘사하는 것이 더 정확합니다.
반 단열 InP의 주요 장점은 전기 단열입니다.
많은 고주파 및 광학 장치에서 기판을 통해 흐르는 원치 않는 전류는 기생충 결합, 장치 누출 및 전기 손실을 증가시킬 수 있습니다.높은 저항성 기판은 서로 활성 장치 영역을 격리하는 데 도움이됩니다..
이것은 Fe-doped 반열성 InP를 기판이 주로 기계적 지원을 제공하는 응용 프로그램에 매력적입니다.낮은 저항 전류 경로로 작용하는 대신 격자 일치 및 전기 격리.
전형적인 응용 분야는 고주파 장치, 광학 통합 회로, 탐지기 구조 및 강력한 기질 격리를 필요로하는 다른 InP 기반 장치가 포함 될 수 있습니다.
중요한 구매 포인트는 Fe 농도는 S, Sn 또는 Zn-doped 물질의 운반자 농도와 같은 방식으로 해석되어서는 안된다는 것입니다.
전도성 웨이퍼에서, 캐리어 농도는 직접 기판의 전기적 행동을 설명하는 데 도움이됩니다.
Fe-doped 반 단열 웨이퍼에서 주요 매개 변수는 일반적으로 저항성, 보상 행동 및 전기 균일성입니다.
Fe 농도와 저항성 사이의 관계는 Fe 활성화와 잔류 불순물의 농도에 달려 있습니다.큰 지름의 Fe-doped InP에 대한 작업은 웨이퍼 전체에 균일한 전기 저항성을 달성하기 위해 Fe 농도와 활성화를 제어하는 것이 중요하다는 것을 보여주었습니다..
일반적으로 Fe-doped 물질은 장치가 매우 낮은 대용량 전기 전도성을 가진 기판을 필요로 할 때 고려되어야합니다.
특히 장치 설계자가 기판 누출을 최소화하거나 이웃 활성 구조를 전기적으로 격리하고자 할 때 관련이 있습니다.
그러나 구매자는 후속의 대각선 및 장치 처리의 열 역사를 고려해야합니다. 왜냐하면 Fe 행동과 재분포가 높은 온도 구조를 요구하는 데 중요 할 수 있기 때문입니다.
이러한 이유로 반열성 InP 구매 사양은 첨가물뿐만 아니라 필요한 저항성과 관련 재료 품질 한도를 정의해야합니다.
황이 첨가된 InP는 N형 InP 기판의 일반적으로 사용 가능한 형태입니다.
Fe와 달리, 황은 의도적으로 자유 전자를 공급하는 데 사용됩니다.이 전자는 전기 전도성을 증가시키고 웨이퍼를 통해 전류 전도성이 바람직한 구조에 적합한 기판을 만듭니다..
상용 InP 사양은 일반적으로 S-doped 물질을 비교적 높은 N형 운반자 농도 범위로 배치합니다. 예를 들어,한 상업용 InP 사양은 대략 1018cm-3 범위의 S-doped 물질을 나열합니다.정확한 값은 웨이퍼 공급자와 제품 등급에 따라 달라집니다.
S 도핑 기판은 기판 저항이 낮고 N 타입 전도성이 강한 경우에 유용합니다.
이것은 기체가 전기 전류 경로의 일부를 형성하거나 뒷면 N형 전기 접촉이 필요한 장치 구조에서 유용 할 수 있습니다.
따라서 S-doped InP는 일반적으로 전도성 N형 기판에서 자라는 광전자 및 반도체 구조와 관련이 있습니다.
수미토모 일렉트릭이 발표한 InP 기반 광탐지 구조의 예는 장치의 N형 기초로 S-doped InP 기판을 사용합니다.
황이 매력적 인 이유 중 하나는 상대적으로 높은 전자 농도를 생성 할 수있는 능력입니다.
더 높은 운반자 농도는 일반적으로 저항성을 감소시킵니다. 이것은 뒷면 접촉 및 전류 주입 장치에 유용 할 수 있습니다.
그러나 더 높은 도핑은 자동적으로 더 낫지 않습니다.
과도한 운반자 농도는 전기적 특성, 광학 흡수, 대각선 설계 및 접촉 행동에 영향을 줄 수 있습니다.따라서 올바른 값은 단순히 가능한 최대 농도를 지정하는 대신 장치 구조에 따라 선택해야합니다..
틴 도핑 InP는 상업적으로 중요한 N형 InP 기판입니다.
황 도핑과 마찬가지로 Sn 도핑은 전자 전도성을 제공하지만 상업용 Sn 도핑 웨이퍼는 종종 다른 운반자 농도 창을 통해 공급됩니다.
대표적인 상용 사양은 1017cm−3 상부 영역에서 1018cm−3 범위까지의 운반자 농도를 가진 Sn-doped InP를 나열합니다.같은 공급자의 S- 도핑 물질은 높은 1018cm-3 범위로 더 확장이 값은 공급업체별로 특정하지만 S와 Sn 도핑이 반드시 교환 가능한 사양이 아니라는 것을 보여줍니다.
Sn 및 S 사이의 선택은 일반적으로 필요한 운반자 농도, 저항성, 대각선 과정 및 장치 아키텍처에 기초해야합니다.
Sn-doped 물질은 엔지니어들이 N-형 전도성 InP 기판을 필요로하지만 S-doped 물질로 일반적으로 제공되는 것과 다른 운반자 농도 범위를 원할 때 매력적일 수 있습니다..
아연은 InP의 기증자 불순물이며, N형 전도성을 지원할 수 있습니다.
따라서 조달 관점에서 S 또는 Sn가 선호되는지 단순히 묻기보다는 필요한 운반자 농도 또는 저항성을 지정하는 것이 좋습니다.
최종적인 도판트 선택은 장치의 전기 요구 사항에 맞출 수 있습니다.
황과 진은 모두 N형 InP를 생산하기 때문에 구매자들은 때때로 그것들을 동등하게 취급합니다.
그들은 자동으로 교환 가능한 것으로 간주되지 않아야합니다.
많은 프로젝트에서 첫 번째 질문은 다음과 같습니다.
어떤 전자 농도와 저항성이 장치에 필요한가?
비교적 높은 N형 운반자 농도가 필요한 경우 S-doped InP가 적절한 옵션이 될 수 있습니다.
설계가 다른 또는 더 온건한 N형 도핑 창을 필요로 하는 경우 Sn-도핑된 InP를 고려할 수 있다.
기판 공급자는 또한 계획된 부피절절과 호환성을 확인해야합니다.
레이저, 광탐지 장치 및 광학 통합 회로와 같은 고부가가치 장치의 경우기판 선택은 오프레 구매 부서가 결정하는 대신 에피타시 공급 업체와 조정되어야합니다..
아연은 P형 InP를 생산하는 데 사용되는 표준 첨가 물질입니다.
선도 대역 전자의 농도를 증가시키는 대신 Zn은 수용자의 행동을 만들어 구멍 농도를 증가시킵니다.
상용 사양은 일반적으로 약 1017 ~ 1018 cm−3 운반자 농도 범위에서 Zn-doped InP를 제공합니다.실제 사용 가능한 범위는 제조업체와 웨이퍼 품질에 크게 달려 있지만.
P형 기판은 P형 반도체 구조의 일부를 구성해야 하는 기기 설계에서 필요합니다.
이것은 연결 극성 또는 뒷면 접촉 구성이 P형 물질을 필요로하는 전문 광학, 광전자 및 전자 장치에서 관련이있을 수 있습니다.
Zn은 InP 기반 반도체 시스템에서 P형 불순물로 널리 알려져 있습니다.
Zn의 열행동도 중요합니다.
Zn은 열 처리 조건에서 재분배 할 수 있으며, 증폭 행동은 고온에 노출된 반도체 구조에서 중요 할 수 있습니다.
완성된 기판의 경우, 이것은 자동적으로 문제를 일으키지 않습니다. 그러나 웨이퍼가 까다로운 부피 성장, 확산 또는 굽기 단계를 거칠 경우,수용 가능한 Zn 농도를 결정할 때 전체 열 과정을 고려해야 합니다..
가장 중요한 차이점은 매우 간단하게 요약할 수 있습니다.
Fe-doped 반 단열 InP는 기판을 통해 전기 전도성을 억제하고자 할 때 선택됩니다.
S- 또는 Sn-doped N-type InP는 기판이 전자를 전도하기를 원할 때 선택됩니다.
Zn-doped P-type InP는 기판이 구멍 전도성을 제공해야 할 때 선택됩니다.
이 구별은 다른 웨이퍼 매개 변수가 최종 결정되기 전에 장치의 전기 구조에 의해 결정되어야 합니다.
잘못된 전도성 유형을 선택하면 고품질의 웨이퍼가 특정 장치 프로세스에 완전히 적합하지 않을 수 있습니다.
운반자 농도와 저항성은 밀접하게 관련되어 있지만 동일한 사양으로 취급되어서는 안됩니다.
전도성 N형과 P형 웨이퍼의 경우, 운반자 농도는 종종 가장 중요한 전기 구매 매개 변수 중 하나입니다.
예를 들어, 구매자는 다음을 지정할 수 있습니다.
N형 S형 InP, 목표 전자 농도 범위
또는:
P형 Zn-doped InP, 정해진 구멍 농도 범위
그러나 반 단열 InP의 경우, 더 관련 된 사양은 일반적으로 무량 저항성이며, 목표는 자유 운반자의 전도성을 억제하는 것입니다.
따라서 명확한 RFQ는 모든 InP 웨이퍼에 동일한 사양 포맷을 적용하는 대신 재료 유형에 가장 잘 맞는 전기 매개 변수를 사용해야합니다.
대부분의 InP 기체는 최종 장치에서 맨 웨이퍼로 사용되지 않습니다.
대신, 그들은 InGaAs, InGaAsP, InAlAs 또는 다른 격자 일치 III-V 물질과 같은 대두 구조의 성장 기판으로 사용됩니다.
기질 도핑은 완전한 부피부위 장치의 설계에 영향을 줄 수 있습니다.
예를 들어, 전도성 N형 기판은 일부 장치 구조에서 뒷면 전기 접촉을 단순화 할 수 있습니다.반 단열 기판은 옆으로 통합 된 장치에 대한 전기 단열을 제공할 수 있습니다..
P형 기판은 필요한 장치 극성이나 대두층 계열이 그들을 유리하게 만들 때 선택할 수 있습니다.
이 때문에 기판 도핑은 부피층 설계와 함께 결정되어야 합니다.
올바른 도핑 유형이 선택 된 후에도 몇 가지 추가 웨이퍼 매개 변수를 정의해야합니다.
생산 RFQ는 일반적으로 지름, 두께, 결정 지향, 전도성 유형, 도판트, 운반자 농도 또는 저항성, 표면 상태, 닦기 구성, TTV,굽기, 워크, 결함 요구 사항 및 양.
상업용 InP 기판은 여러 지름에 걸쳐 제공되며 현재 공급자는 작은 연구 웨이퍼에서 더 큰 생산 형식으로 제품을 제공합니다. 예를 들어 AXT,현재 2인치에서 6인치까지 InP 기판 지름을 나열하고 황을 제공합니다., 아연, 아연 및 반 단열 도핑 옵션.
큰 지름의 개발은 특히 중요한 이유는 웨이퍼 기하학, 저항성 균일성 및 결정 결함 제어가 기판 지름이 증가함에 따라 점점 더 어려워지기 때문입니다.
전기 도핑은 기판 사양의 한 부분일 뿐입니다.
InP 웨이퍼는 또한 다른 표면 조건으로 공급 될 수 있습니다.
SSP, 또는 단면으로 닦은 웨이퍼는, 하나의 주요 닦은 표면을 가지고 있습니다.
DSP, 또는 양면으로 닦은 웨이퍼는 두면 모두 닦입니다.
에피타크시 준비 된 닦은 웨이퍼는 기판 표면 품질이 후속 에피타크시 성장에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 면을 신중하게 준비해야합니다.
상업적 인프라 공급 업체는 포장하기 전에 닦은 웨이퍼 품질을 제어하기 위해 광학 및 표면 측정 기술을 사용합니다.
올바른 닦기 구성은 공정 흐름, 검사 요구 사항 및 뒷쪽 광학 또는 리토그래픽 처리가 필요한지에 달려 있습니다.
대부분의 프로젝트에서 도판트 선택은 기판의 전기 기능을 통해 접근 할 수 있습니다.
기판이 강한 전기 격리를 제공해야 한다면 Fe-doped 반 격리 InP는 일반적으로 논리적 출발점입니다.
기판이 N형 전도성을 제공해야 하는 경우, 운반자 농도, 저항성 및 부피적 요구 사항에 따라 S-doped 및 Sn-doped 물질을 비교합니다.
구조에 P형 기판이 필요하다면, Zn-doped InP가 일반적인 선택이다.
그 다음 결정은 웨이퍼 지름, 결정 지향, 표면 마감, 기계적 허용도 및 부지구 구조의 요구 사항에 따라 정밀화되어야합니다.
기술적으로 완성된 InP 웨이퍼 조사는 이렇게 보일 수 있습니다.
재료: 인디움 인화물
지름: 2", 3", 4" 또는 필요한 지름
오리엔테이션 (100) 또는 지정된 오리엔테이션
전도성: 반 단열 / N형 / P형
도핑 물질: Fe / S / Sn / Zn
운반자 농도: 전도성 웨이퍼에 필요한 범위
저항성: 반 단열 웨이퍼에 필요한 값
두께: 요구되는 명목값 및 허용값
표면: SSP / DSP / Epi 준비
TTV / Bow / Warp: 필요한 한계
양: 웨이프 수
응용: 레이저 / 탐지기 / PIC / RF / 연구 / 다른 장치
애플리케이션을 제공하는 것은 공급자가 도판트 수준, 웨이퍼 기하학 및 하류 처리 사이의 잠재적 인 충돌을 식별 할 수 있기 때문에 특히 유용합니다.
일반적인 실수 중 하나는 전도성 유형을 정의하지 않고 단순히 "InP 웨이퍼"를 요청하는 것입니다.
다른 하나는 황이나 주황 도핑이 허용되는지 밝히지 않고 N 타입만을 지정하는 것입니다.
반 단열 웨이퍼의 경우 필요한 전기 저항성을 정의하지 않고 "Fe-doped"만을 요청하면 모호함을 초래할 수 있습니다.
마찬가지로, 원하는 구멍 농도를 정의하지 않고 Zn-doped 물질을 지정하면 전기 특성에 너무 많은 변이가 발생할 수 있습니다.
따라서 가장 안전한 구매 접근법은 먼저 장치 요구 사항을 정의하고 그 다음으로 증폭 물질 화학을 정의하는 것입니다.
Fe, 유황, 진주 및 아연은 InP 기판에 근본적으로 다른 전기적 특성을 부여합니다.
Fe-doped InP는 높은 저항성을 가진 반 단열 기판을 만들기 위해 깊은 수준의 보상을 사용하며 전기 단열이 중요한 장치에 적합합니다.
S-도핑 InP는 N형 전도성을 제공하며 상대적으로 높은 전자 농도와 전도성 기판이 필요할 때 일반적으로 선택됩니다.
Sn-doped InP는 또한 N형 전도성을 제공하며 제어 된 전자 전도성을 필요로하는 장치 구조에 대한 또 다른 운반자 농도 창을 제공합니다.
Zn-도핑된 InP는 P형 전도성을 생성하고 장치 구조가 구멍을 전도하는 기판을 필요로 할 때 사용됩니다.
따라서 보편적으로 "최고"인피 도판트가 없습니다.
올바른 기판은 필요한 전기 기능, 운반기 농도 또는 저항성, 부지구 구조, 열 공정 및 장치 구조에 의해 결정됩니다.
조달의 경우 가장 신뢰할 수있는 방법은 전도성 유형, 도판트, 운반자 농도 또는 저항성, 결정 지향, 지름, 두께 및 닦기 상태를 함께 지정하는 것입니다.이것은 선택 된 InP 기판이 두 개의 대각선 과정과 최종 반도체 장치와 호환되도록합니다..
인디움 인화물 (InP) 은 중요한 III-V 화합물입니다.반도체 기판광 통신, 광학 통합 회로, 고속 전자제품, 적외선 감지, 레이저, 광 탐지 장치 및 고급 감지 시스템에서 사용됩니다.상업용 InP 기판은 여러 전기 구성으로 제공됩니다.현재 상용 제품 포트폴리오에는 일반적으로 황이 첨가 된, 주황이 첨가 된,아연 도핑 및 반 단열 InP 기판.
엔지니어와 구매 팀의 경우 올바른 InP 웨이퍼를 선택하는 것은 단순히 지름과 결정 지향을 선택하는 것이 아닙니다.저항성, 전기 격리, 접촉 설계, 대각관 호환성 그리고 궁극적으로 장치 구조.
이 가이드에서는 Fe-doped 반열성 InP, S-doped N-type InP, Sn-doped N-type InP 및 Zn-doped P-type InP를 비교합니다.반도체 및 광학 응용 용도로 각 재료가 어떻게 선택되어야 하는지에 대한 특별한 관심과 함께.
순수한 반도체 결정은 실제 생산에서 이상적인 본질적 재료로 거의 행동하지 않습니다. 잔류 불순물과 고유 결함이 전기 운반자를 도입합니다.의도적인 도핑은 제조업체가 선도성을 예측할 수 있는 방법으로 제어할 수 있도록 합니다..
InP 기판의 경우, 도핑은 근본적으로 다른 세 가지 목표를 달성하기 위해 사용될 수 있습니다.
첫 번째는 고 저항성 반 단열 기판을 만드는 것입니다. 대용량 웨이퍼를 통한 전기 전도도가 최소화되어야합니다.
두 번째는 N형 전도성 기판을 만드는 것입니다. 전자들이 대부분 운반자입니다.
세 번째는 P형 전도성 기판을 만드는 것입니다. 구멍이 대부분 운반자입니다.
따라서 Fe, S, Sn 및 Zn은 단순히 다른 화학 첨가물을 나타내는 것이 아니라 InP 결정 내에서 다른 전기 기능을 만듭니다.
| inP 기판 | 전기 기능 | 대다수 운반자 / 행동 | 선택 된 주된 이유 |
|---|---|---|---|
| Fe-Doped InP | 반 단열 | 강력한 운반자 보상 | 전기 격리 및 높은 대량 저항성 |
| S-도핑 InP | N형 | 전자 | 높은 N형 운반자 농도와 전도성 기판 |
| Sn-Doped InP | N형 | 전자 | 제어된 N형 전도성 |
| Zn-Doped InP | P형 | 구멍 | 특정 장치 구조를 위한 P형 기판 |
실제 운반자 농도와 저항성은 항상 공급자의 사양에서 확인되어야합니다. 왜냐하면 그들은 결정 성장 방법, 도판트 농도 및 목표 웨이퍼 품질에 따라 다르기 때문입니다.
Fe-doped InP는 일반적인 N형과 P형 웨이퍼와 근본적으로 다릅니다.
철은 일반적으로 전도성 반도체를 생산하기보다는 반열성 InP를 생성하기 위해 주로 도입됩니다.
전형적인 InP 결정에서 잔류의 얇은 기증자 불순물은 물질을 전기 전도성으로 만들 수 있습니다.Fe는 전자들을 포착함으로써 이 잔류 기증자를 보상할 수 있는 깊은 수용자 수준을 도입합니다.일단 보상이 충분하면 자유 운반자의 농도는 매우 낮아지고 대량 물질은 높은 전기 저항성을 얻습니다.이 깊은 수준의 보상 메커니즘은 기존의 Fe-doped 반 단열 InP의 기초입니다..
따라서 Fe-doped InP를 일반 N형 또는 P형 기판으로 취급하기보다는 보상 반 단열 물질로 묘사하는 것이 더 정확합니다.
반 단열 InP의 주요 장점은 전기 단열입니다.
많은 고주파 및 광학 장치에서 기판을 통해 흐르는 원치 않는 전류는 기생충 결합, 장치 누출 및 전기 손실을 증가시킬 수 있습니다.높은 저항성 기판은 서로 활성 장치 영역을 격리하는 데 도움이됩니다..
이것은 Fe-doped 반열성 InP를 기판이 주로 기계적 지원을 제공하는 응용 프로그램에 매력적입니다.낮은 저항 전류 경로로 작용하는 대신 격자 일치 및 전기 격리.
전형적인 응용 분야는 고주파 장치, 광학 통합 회로, 탐지기 구조 및 강력한 기질 격리를 필요로하는 다른 InP 기반 장치가 포함 될 수 있습니다.
중요한 구매 포인트는 Fe 농도는 S, Sn 또는 Zn-doped 물질의 운반자 농도와 같은 방식으로 해석되어서는 안된다는 것입니다.
전도성 웨이퍼에서, 캐리어 농도는 직접 기판의 전기적 행동을 설명하는 데 도움이됩니다.
Fe-doped 반 단열 웨이퍼에서 주요 매개 변수는 일반적으로 저항성, 보상 행동 및 전기 균일성입니다.
Fe 농도와 저항성 사이의 관계는 Fe 활성화와 잔류 불순물의 농도에 달려 있습니다.큰 지름의 Fe-doped InP에 대한 작업은 웨이퍼 전체에 균일한 전기 저항성을 달성하기 위해 Fe 농도와 활성화를 제어하는 것이 중요하다는 것을 보여주었습니다..
일반적으로 Fe-doped 물질은 장치가 매우 낮은 대용량 전기 전도성을 가진 기판을 필요로 할 때 고려되어야합니다.
특히 장치 설계자가 기판 누출을 최소화하거나 이웃 활성 구조를 전기적으로 격리하고자 할 때 관련이 있습니다.
그러나 구매자는 후속의 대각선 및 장치 처리의 열 역사를 고려해야합니다. 왜냐하면 Fe 행동과 재분포가 높은 온도 구조를 요구하는 데 중요 할 수 있기 때문입니다.
이러한 이유로 반열성 InP 구매 사양은 첨가물뿐만 아니라 필요한 저항성과 관련 재료 품질 한도를 정의해야합니다.
황이 첨가된 InP는 N형 InP 기판의 일반적으로 사용 가능한 형태입니다.
Fe와 달리, 황은 의도적으로 자유 전자를 공급하는 데 사용됩니다.이 전자는 전기 전도성을 증가시키고 웨이퍼를 통해 전류 전도성이 바람직한 구조에 적합한 기판을 만듭니다..
상용 InP 사양은 일반적으로 S-doped 물질을 비교적 높은 N형 운반자 농도 범위로 배치합니다. 예를 들어,한 상업용 InP 사양은 대략 1018cm-3 범위의 S-doped 물질을 나열합니다.정확한 값은 웨이퍼 공급자와 제품 등급에 따라 달라집니다.
S 도핑 기판은 기판 저항이 낮고 N 타입 전도성이 강한 경우에 유용합니다.
이것은 기체가 전기 전류 경로의 일부를 형성하거나 뒷면 N형 전기 접촉이 필요한 장치 구조에서 유용 할 수 있습니다.
따라서 S-doped InP는 일반적으로 전도성 N형 기판에서 자라는 광전자 및 반도체 구조와 관련이 있습니다.
수미토모 일렉트릭이 발표한 InP 기반 광탐지 구조의 예는 장치의 N형 기초로 S-doped InP 기판을 사용합니다.
황이 매력적 인 이유 중 하나는 상대적으로 높은 전자 농도를 생성 할 수있는 능력입니다.
더 높은 운반자 농도는 일반적으로 저항성을 감소시킵니다. 이것은 뒷면 접촉 및 전류 주입 장치에 유용 할 수 있습니다.
그러나 더 높은 도핑은 자동적으로 더 낫지 않습니다.
과도한 운반자 농도는 전기적 특성, 광학 흡수, 대각선 설계 및 접촉 행동에 영향을 줄 수 있습니다.따라서 올바른 값은 단순히 가능한 최대 농도를 지정하는 대신 장치 구조에 따라 선택해야합니다..
틴 도핑 InP는 상업적으로 중요한 N형 InP 기판입니다.
황 도핑과 마찬가지로 Sn 도핑은 전자 전도성을 제공하지만 상업용 Sn 도핑 웨이퍼는 종종 다른 운반자 농도 창을 통해 공급됩니다.
대표적인 상용 사양은 1017cm−3 상부 영역에서 1018cm−3 범위까지의 운반자 농도를 가진 Sn-doped InP를 나열합니다.같은 공급자의 S- 도핑 물질은 높은 1018cm-3 범위로 더 확장이 값은 공급업체별로 특정하지만 S와 Sn 도핑이 반드시 교환 가능한 사양이 아니라는 것을 보여줍니다.
Sn 및 S 사이의 선택은 일반적으로 필요한 운반자 농도, 저항성, 대각선 과정 및 장치 아키텍처에 기초해야합니다.
Sn-doped 물질은 엔지니어들이 N-형 전도성 InP 기판을 필요로하지만 S-doped 물질로 일반적으로 제공되는 것과 다른 운반자 농도 범위를 원할 때 매력적일 수 있습니다..
아연은 InP의 기증자 불순물이며, N형 전도성을 지원할 수 있습니다.
따라서 조달 관점에서 S 또는 Sn가 선호되는지 단순히 묻기보다는 필요한 운반자 농도 또는 저항성을 지정하는 것이 좋습니다.
최종적인 도판트 선택은 장치의 전기 요구 사항에 맞출 수 있습니다.
황과 진은 모두 N형 InP를 생산하기 때문에 구매자들은 때때로 그것들을 동등하게 취급합니다.
그들은 자동으로 교환 가능한 것으로 간주되지 않아야합니다.
많은 프로젝트에서 첫 번째 질문은 다음과 같습니다.
어떤 전자 농도와 저항성이 장치에 필요한가?
비교적 높은 N형 운반자 농도가 필요한 경우 S-doped InP가 적절한 옵션이 될 수 있습니다.
설계가 다른 또는 더 온건한 N형 도핑 창을 필요로 하는 경우 Sn-도핑된 InP를 고려할 수 있다.
기판 공급자는 또한 계획된 부피절절과 호환성을 확인해야합니다.
레이저, 광탐지 장치 및 광학 통합 회로와 같은 고부가가치 장치의 경우기판 선택은 오프레 구매 부서가 결정하는 대신 에피타시 공급 업체와 조정되어야합니다..
아연은 P형 InP를 생산하는 데 사용되는 표준 첨가 물질입니다.
선도 대역 전자의 농도를 증가시키는 대신 Zn은 수용자의 행동을 만들어 구멍 농도를 증가시킵니다.
상용 사양은 일반적으로 약 1017 ~ 1018 cm−3 운반자 농도 범위에서 Zn-doped InP를 제공합니다.실제 사용 가능한 범위는 제조업체와 웨이퍼 품질에 크게 달려 있지만.
P형 기판은 P형 반도체 구조의 일부를 구성해야 하는 기기 설계에서 필요합니다.
이것은 연결 극성 또는 뒷면 접촉 구성이 P형 물질을 필요로하는 전문 광학, 광전자 및 전자 장치에서 관련이있을 수 있습니다.
Zn은 InP 기반 반도체 시스템에서 P형 불순물로 널리 알려져 있습니다.
Zn의 열행동도 중요합니다.
Zn은 열 처리 조건에서 재분배 할 수 있으며, 증폭 행동은 고온에 노출된 반도체 구조에서 중요 할 수 있습니다.
완성된 기판의 경우, 이것은 자동적으로 문제를 일으키지 않습니다. 그러나 웨이퍼가 까다로운 부피 성장, 확산 또는 굽기 단계를 거칠 경우,수용 가능한 Zn 농도를 결정할 때 전체 열 과정을 고려해야 합니다..
가장 중요한 차이점은 매우 간단하게 요약할 수 있습니다.
Fe-doped 반 단열 InP는 기판을 통해 전기 전도성을 억제하고자 할 때 선택됩니다.
S- 또는 Sn-doped N-type InP는 기판이 전자를 전도하기를 원할 때 선택됩니다.
Zn-doped P-type InP는 기판이 구멍 전도성을 제공해야 할 때 선택됩니다.
이 구별은 다른 웨이퍼 매개 변수가 최종 결정되기 전에 장치의 전기 구조에 의해 결정되어야 합니다.
잘못된 전도성 유형을 선택하면 고품질의 웨이퍼가 특정 장치 프로세스에 완전히 적합하지 않을 수 있습니다.
운반자 농도와 저항성은 밀접하게 관련되어 있지만 동일한 사양으로 취급되어서는 안됩니다.
전도성 N형과 P형 웨이퍼의 경우, 운반자 농도는 종종 가장 중요한 전기 구매 매개 변수 중 하나입니다.
예를 들어, 구매자는 다음을 지정할 수 있습니다.
N형 S형 InP, 목표 전자 농도 범위
또는:
P형 Zn-doped InP, 정해진 구멍 농도 범위
그러나 반 단열 InP의 경우, 더 관련 된 사양은 일반적으로 무량 저항성이며, 목표는 자유 운반자의 전도성을 억제하는 것입니다.
따라서 명확한 RFQ는 모든 InP 웨이퍼에 동일한 사양 포맷을 적용하는 대신 재료 유형에 가장 잘 맞는 전기 매개 변수를 사용해야합니다.
대부분의 InP 기체는 최종 장치에서 맨 웨이퍼로 사용되지 않습니다.
대신, 그들은 InGaAs, InGaAsP, InAlAs 또는 다른 격자 일치 III-V 물질과 같은 대두 구조의 성장 기판으로 사용됩니다.
기질 도핑은 완전한 부피부위 장치의 설계에 영향을 줄 수 있습니다.
예를 들어, 전도성 N형 기판은 일부 장치 구조에서 뒷면 전기 접촉을 단순화 할 수 있습니다.반 단열 기판은 옆으로 통합 된 장치에 대한 전기 단열을 제공할 수 있습니다..
P형 기판은 필요한 장치 극성이나 대두층 계열이 그들을 유리하게 만들 때 선택할 수 있습니다.
이 때문에 기판 도핑은 부피층 설계와 함께 결정되어야 합니다.
올바른 도핑 유형이 선택 된 후에도 몇 가지 추가 웨이퍼 매개 변수를 정의해야합니다.
생산 RFQ는 일반적으로 지름, 두께, 결정 지향, 전도성 유형, 도판트, 운반자 농도 또는 저항성, 표면 상태, 닦기 구성, TTV,굽기, 워크, 결함 요구 사항 및 양.
상업용 InP 기판은 여러 지름에 걸쳐 제공되며 현재 공급자는 작은 연구 웨이퍼에서 더 큰 생산 형식으로 제품을 제공합니다. 예를 들어 AXT,현재 2인치에서 6인치까지 InP 기판 지름을 나열하고 황을 제공합니다., 아연, 아연 및 반 단열 도핑 옵션.
큰 지름의 개발은 특히 중요한 이유는 웨이퍼 기하학, 저항성 균일성 및 결정 결함 제어가 기판 지름이 증가함에 따라 점점 더 어려워지기 때문입니다.
전기 도핑은 기판 사양의 한 부분일 뿐입니다.
InP 웨이퍼는 또한 다른 표면 조건으로 공급 될 수 있습니다.
SSP, 또는 단면으로 닦은 웨이퍼는, 하나의 주요 닦은 표면을 가지고 있습니다.
DSP, 또는 양면으로 닦은 웨이퍼는 두면 모두 닦입니다.
에피타크시 준비 된 닦은 웨이퍼는 기판 표면 품질이 후속 에피타크시 성장에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 면을 신중하게 준비해야합니다.
상업적 인프라 공급 업체는 포장하기 전에 닦은 웨이퍼 품질을 제어하기 위해 광학 및 표면 측정 기술을 사용합니다.
올바른 닦기 구성은 공정 흐름, 검사 요구 사항 및 뒷쪽 광학 또는 리토그래픽 처리가 필요한지에 달려 있습니다.
대부분의 프로젝트에서 도판트 선택은 기판의 전기 기능을 통해 접근 할 수 있습니다.
기판이 강한 전기 격리를 제공해야 한다면 Fe-doped 반 격리 InP는 일반적으로 논리적 출발점입니다.
기판이 N형 전도성을 제공해야 하는 경우, 운반자 농도, 저항성 및 부피적 요구 사항에 따라 S-doped 및 Sn-doped 물질을 비교합니다.
구조에 P형 기판이 필요하다면, Zn-doped InP가 일반적인 선택이다.
그 다음 결정은 웨이퍼 지름, 결정 지향, 표면 마감, 기계적 허용도 및 부지구 구조의 요구 사항에 따라 정밀화되어야합니다.
기술적으로 완성된 InP 웨이퍼 조사는 이렇게 보일 수 있습니다.
재료: 인디움 인화물
지름: 2", 3", 4" 또는 필요한 지름
오리엔테이션 (100) 또는 지정된 오리엔테이션
전도성: 반 단열 / N형 / P형
도핑 물질: Fe / S / Sn / Zn
운반자 농도: 전도성 웨이퍼에 필요한 범위
저항성: 반 단열 웨이퍼에 필요한 값
두께: 요구되는 명목값 및 허용값
표면: SSP / DSP / Epi 준비
TTV / Bow / Warp: 필요한 한계
양: 웨이프 수
응용: 레이저 / 탐지기 / PIC / RF / 연구 / 다른 장치
애플리케이션을 제공하는 것은 공급자가 도판트 수준, 웨이퍼 기하학 및 하류 처리 사이의 잠재적 인 충돌을 식별 할 수 있기 때문에 특히 유용합니다.
일반적인 실수 중 하나는 전도성 유형을 정의하지 않고 단순히 "InP 웨이퍼"를 요청하는 것입니다.
다른 하나는 황이나 주황 도핑이 허용되는지 밝히지 않고 N 타입만을 지정하는 것입니다.
반 단열 웨이퍼의 경우 필요한 전기 저항성을 정의하지 않고 "Fe-doped"만을 요청하면 모호함을 초래할 수 있습니다.
마찬가지로, 원하는 구멍 농도를 정의하지 않고 Zn-doped 물질을 지정하면 전기 특성에 너무 많은 변이가 발생할 수 있습니다.
따라서 가장 안전한 구매 접근법은 먼저 장치 요구 사항을 정의하고 그 다음으로 증폭 물질 화학을 정의하는 것입니다.
Fe, 유황, 진주 및 아연은 InP 기판에 근본적으로 다른 전기적 특성을 부여합니다.
Fe-doped InP는 높은 저항성을 가진 반 단열 기판을 만들기 위해 깊은 수준의 보상을 사용하며 전기 단열이 중요한 장치에 적합합니다.
S-도핑 InP는 N형 전도성을 제공하며 상대적으로 높은 전자 농도와 전도성 기판이 필요할 때 일반적으로 선택됩니다.
Sn-doped InP는 또한 N형 전도성을 제공하며 제어 된 전자 전도성을 필요로하는 장치 구조에 대한 또 다른 운반자 농도 창을 제공합니다.
Zn-도핑된 InP는 P형 전도성을 생성하고 장치 구조가 구멍을 전도하는 기판을 필요로 할 때 사용됩니다.
따라서 보편적으로 "최고"인피 도판트가 없습니다.
올바른 기판은 필요한 전기 기능, 운반기 농도 또는 저항성, 부지구 구조, 열 공정 및 장치 구조에 의해 결정됩니다.
조달의 경우 가장 신뢰할 수있는 방법은 전도성 유형, 도판트, 운반자 농도 또는 저항성, 결정 지향, 지름, 두께 및 닦기 상태를 함께 지정하는 것입니다.이것은 선택 된 InP 기판이 두 개의 대각선 과정과 최종 반도체 장치와 호환되도록합니다..
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