วัสดุ เซมิคอนดักเตอร์ ใหม่และ ความ บกพร่อง ของสิ่งเจือปน

ฉันกว้างวงดนตรีGap Semiconductor วัสดุ

แกลเลียมไนไตรด์ พลาสติก คาร์ไบด์ และสังกะสีเป็นวัสดุ เซ มิ คอนดักเตอร์ bandgap กว้าง เป็นของพวกเขา แบนด์วิดธ์ ที่ ต้องห้าม คือข้างต้น3 อิเล็กตรอน โวลต์ ซึ่ง ก็คือเป็นไปไม่ได้ถึงกระตุ้น อิเล็กตรอน วง วาเลนซ์ ไป ทาง การนำวงดนตรีที่70องศา _ ดิปฏิบัติการอุณหภูมิจากอุปกรณ์สามารถค่อนข้างสูง ตัวอย่าง เช่น พลาสติก คาร์ไบด์ ซึ่งอุณหภูมิสามารถบรรลุ600ระดับ เซลเซียส ถ้าคุณพลอยเป็นแปลงเป็น เซมิคอนดักเตอร์, theอุณหภูมิอาจจะเป็นมากขึ้น และ คุณสามารถใช้มันเพื่อรวบรวมที่เกี่ยวข้องข้อมูลเกี่ยวกับหนึ่งน้ำมัน หัววัด สว่าน

พวกเขา ยังใช้ในรุนแรงสิ่งแวดล้อมตัวอย่างเช่นการบินและ อวกาศ การ ส่ง กำลังแรงสูงที่ แท้จริงเพียงตัวเดียวหลอดของr/คและทีวีสถานียังคงเป็น หลอด อิเล็กตรอน ไม่ใช่ อุปกรณ์ เซ มิคอนดักเตอร์ การมีอยู่ของแบบนี้หลอดเป็นเพียง2 หรือ 31000ชั่วโมง มัน คือ เทอะทะ และ _ บริโภคเยอะอำนาจ . เมื่อเราใช้พลาสติก คาร์ไบด์กำลังสูง เปล่งแสงอุปกรณ์ , จำนวนอาจจะเป็นที่ลดลงโดยขั้นต่ำของสิบถึงนับไม่ถ้วนโอกาส และ _ บริการการดำรงอยู่กำลังจะอย่างมากสูง _ ดังนั้น วัสดุ เซ มิ คอนดักเตอร์แบบ bandgap กว้างมีความสำคัญวัสดุ เซ มิคอนดักเตอร์ ใหม่

อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบเหล่า นี้ ยาก ที่ จะเติบโต มันง่ายมากเพื่อพัฒนาพลาสติกบนพลาสติกและนอกจากนี้ยังมีเป็น GaAs บน แกลเลียม arsenide แต่หลายตัววัสดุไม่มีเอจำนวนมากวัสดุ และ เราต้องใช้อื่น ๆ อีกมากมายวัสดุเพราะ รองพื้น ตัวอย่างเช่น แกลเลียมไนไตรด์ มักจะโตแล้วบน พื้นผิว สีฟ้า ดิความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์ การขยายตัว และ ค่า คงที่ ขัดแตะ ของสีฟ้าและ แกลเลียมไนไตรด์ ไม่เหมือนกันดังนั้นชั้น epitaxial ที่โต แล้วมีมากมายข้อบกพร่อง ที่ ยิ่งใหญ่ที่สุดปัญหาและความยากในขณะนี้ . นอกจากนี้ การ ประมวลผลและแกะสลักของวัสดุก็จะยาก มาก นักวิทยาศาสตร์จะทำงานที่จะแก้ไขเรื่องนี้สำหรับใดๆมากกว่ากว้างช่องว่างสำหรับแบรนด์ใหม่วัสดุ .

II วัสดุ เซมิคอนดักเตอร์มิติต่ำ

จริงๆ แล้ว วัสดุ เซ มิ คอนดักเตอร์ลดมิติ ชี้ให้เห็นรายการนี้เป็น วัสดุนาโน ท่ามกลางสิ่งสำคัญวัตถุประสงค์ของการพัฒนา วิทยาศาสตร์ นาโนเมตร จะควบคุมและการผลิตมีประสิทธิภาพของ นาโนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และวงจร นาโนไบโอ เซนเซอร์ เป็นต้น กับเหนือกว่าผลงานเพื่อผลกำไรมนุษย์รอบ ๆมาตราส่วนระดับของ อะตอม โมเลกุลและ นาโนเมตร มันอาจจะที่คาดหวังการพัฒนาและใช้ของ นาโนเทคโนโลยี จะไม่อย่างสมบูรณ์เปลี่ยนของผู้คนการผลิตและ การ มี อยู่ แต่ อาจจะเปลี่ยน รูปแบบ ทางสังคมและการเมือง และประเภทของการเผชิญหน้าในสงคราม และ นั่นคือเหตุผลผู้คนแนบความสำคัญไปที่การแนะนำของ เทคโนโลยี นาโน เซมิ คอนดักเตอร์

อิเล็กตรอน ภายใน _จำนวนมากวัสดุสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระใน3d . อย่างไรก็ตาม เมื่อที่คุณสมบัติขนาดผ้ามีขนาดเล็กลงขนาดเปรียบเทียบกับหมายถึงฟรีถนน อิเล็กตรอน ใน หนึ่งเดียวมิติ , _ความเคลื่อนไหวจาก อิเล็กตรอน ภายในนี้ทิศทางกำลังจะจำกัด และ ยังพลังงานจาก อิเล็กตรอน ไม่ได้ต่อเนื่อง แต่ เป็น เชิงปริมาณ เราเรียกสิ่งนี้ว่าวัสดุ superlattice ค วอนตัมดีวัสดุ . สำหรับควอนตัมลวดวัสดุ อิเล็กตรอน สามารถ . เท่านั้นเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระฝั่งตรงข้ามทิศทางจากควอนตัมลวด และ ยังอื่นสองทิศทางเป็นจำกัด . เช่นเดียวกับในควอนตัมเราจุดวัสดุ ใหญ่ แค่ไหนผ้าใน3dมีขนาดเล็กลงขนาดเปรียบเทียบกับหมายถึงฟรีถนน อิเล็กตรอน _ อิเล็กตรอน ไม่ สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระและยังพลังงานเป็น ปริมาณ มากที่สุดสามทิศทาง _

เนื่องจาก ข้างต้นเหตุผล เงื่อนไข _ ความหนาแน่นวัตถุประสงค์ของ อิเล็กตรอน ยัง มีเปลี่ยนแปลง _ เงื่อนไขความหนาแน่นวัตถุประสงค์ของจำนวนมากวัสดุเป็น พาราโบลา และ อิเล็กตรอน สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ลง บนมัน ถ้ามันเอควอนตัมเราจุดวัสดุ ของ มันสภาพความหนาแน่นการทำงานเป็นทั้งหมดโดดเดี่ยวแจกจ่าย ซึ่ง ก็คือเทียบเท่ากับแค่หนึ่งโมเลกุลหรือ อะตอม มีประสิทธิภาพควอนตัมอุปกรณ์อาจจะเป็นผลิตตามการเลือก นี้

ดิหน่วยความจำของ LSI คือได้รับการยอมรับโดยกำลังชาร์จและการปลดปล่อย อิเล็กตรอน จำนวนมาก ดิไหลของ อิเล็กตรอน จำนวนมาก ต้องการเยอะพลังงาน ส่งผล ให้ นิคถึงอุ่นเครื่อง ซึ่ง _ ข้อจำกัดคุณภาพของการบูรณา การ ถ้าคุณเดี่ยวหรือสามารถใช้ อิเล็กตรอน ได้ หลาย ตัว ความ ทรง จำ ไม่ใช่แค่การรวมกันระดับอาจจะเป็นดี ขึ้น อย่างไรก็ตามพลังการบริโภคปัญหาอาจจะแก้ . ดิประสิทธิภาพของเลเซอร์ไม่ใช่สูง ตั้งแต่ _ คลื่นระยะเวลาจากเลเซอร์การเปลี่ยนแปลงกับอุณหภูมิ . โดย ทั่วไป _ คลื่นระยะเวลา เปลี่ยน เป็น สีแดง เพราะอุณหภูมิเพิ่ม ขึ้น ดังนั้นใน การสื่อสาร ด้วย ไฟเบอร์ออปติก , theอุณหภูมิจากเลเซอร์ควรจะเป็นควบคุม . ถ้าควอนตัมเราจุดเลเซอร์สามารถใช้เพื่อแทนที่ที่มีอยู่ควอนตัมดีเลเซอร์ ข้อ ร้องเรียนเหล่านี้กำลังจะแก้ .

GaAs และ superlattices ที่ใช้ InP และควอนตัมดีวัสดุอนุญาตให้เรา เป็น ผู้ใหญ่ มาก และดังนั้นจึงเป็นกว้างๆใช้ในที่ทุ่งนาของออปติคัลสื่อสาร , มือถือ การ สื่อสาร และไมโครเวฟ การ สื่อสาร ควอนตัมน้ำตกเลเซอร์เป็นชนิดของ อุปกรณ์ unipolar นั่น คือ aใหม่ชนิดของ แหล่งกำเนิดแสง ช่วงกลางและอินฟราเรด ที่พัฒนาก่อนหน้านี้10 ปีมันสำคัญแอปพลิเคชันโอกาสใน การสื่อสาร ใน อวกาศ มาตรการตอบโต้ ด้วย อินฟราเรด และ สารเคมี ควบคุมระยะไกล รู้สึก . มันคือสูงความต้องการสำหรับการที่การตระเตรียมขั้นตอนสำหรับ MBE ( epitaxy ลำแสง โมเลกุล) และทั้งหมดอุปกรณ์มีร้อยเป็นจำนวนมากของชั้น และ ยังความหนาของทุกๆชั้นควรจะเป็นควบคุมถึงบางคนสอง สามสิบ นาโน เมตร

สามสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องใน วัสดุ เซมิคอนดักเตอร์

ส่วนใหญ่ของ วิธีการ ควบคุม สิ่งเจือปน กำลัง ยาสลบ โดยเฉพาะปริมาณ อะตอมของสิ่งเจือปน เมื่อมากเติบโต _ ที่สุดการกระจาย ของ อะตอมของสิ่งเจือปน เหล่านั้น ภายในมากพึ่งพาไม่ใช่แค่รอบ ๆการเจริญเติบโตกระบวนการ ตัว เอง แต่นอกจากนี้บนตัวเลือกของการเจริญเติบโตเงื่อนไข _ ตัวอย่าง เช่น เมื่อมากเป็นโตแล้วผ่าน วิธี Czochralski การ แยกสิ่งเจือปน และ การ พาความร้อน ไม่สม่ำเสมอ ภายในละลายอาจทำให้ความผันผวนภายในการ กระจาย สิ่ง เจือปน นอกจากนี้ แล้วแต่ ว่ามากการเจริญเติบโตเทคนิคคือใช้ แล้ว สิ่งสกปรกกำลังจะแนะนำตัวในการตู้คอนเทนเนอร์ , เครื่องทำความร้อน , สภาพแวดล้อมบรรยากาศเช่นเดียวกับ พื้นผิว ทั่วทั้งการเจริญเติบโตกระบวนการ . กรณีนี้เรียกว่าออ โต้โด๊ป มากข้อบกพร่องควบคุมยังสามารถประสบความสำเร็จโดยการควบคุมมากการเจริญเติบโตเงื่อนไข เช่น _ สมมาตรจากความร้อนสนามรอบมาก , อุณหภูมิ ความ ผันผวน นิเวศวิทยา ความ ดัน อัตราของการ เจริญเติบโต ฯลฯ การ ใช้ ลดลงจากอุปกรณ์ขนาด มี _ นอกจากนี้ aขีดจำกัดต่อ ความไม่สม่ำเสมอ ของ ไมโครเซลล์ของ การกระจาย สิ่งเจือปน ภายในมากและยังเล็กข้อบกพร่องจากคำสั่งของอะตอมขนาด _ ดังนั้น ใน ขณะที่ วัสดุ เซ มิ คอนดักเตอร์ คุณสามารถทำได้อย่างระมัดระวังออกแบบและอย่างเคร่งครัดควบคุมการพัฒนาเงื่อนไขเพื่อตอบสนองความแตกต่างความต้องการสำหรับสิ่งสกปรกและข้อบกพร่องใน วัสดุ เซมิคอนดักเตอร์ มีความสำคัญปัญหา .