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第三百八十四章 MOCVD


  第三百八十四章

  目前,发展较好的宽禁带半导体主要是SiC和GaN这两种。

  在燕大的半导体研究中心这,主要研究的宽禁带半导体对象是GaN。

  在GaN基宽禁带半导体领域,该研究中心一直处于国内领先地位。

  注册拥有的和GaN宽禁带半导体有关的发明专利,多达二十多个。

  包括GaN基外延层的大面积、低功率激光剥离方法,铟镓氮单晶薄膜MOCVD外延生长技术等等。

  第三代宽禁带半导体拥有良好的物理化学性能,可应用在诸多的领域。

  而现在,根据第三代半导体的发展情况,其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域。

  各个领域产业成熟度各不相同。

  但在前沿研究领域,宽禁带半导体还处于实验室研发阶段。

  目前市面上主流的半导体,还是以第一代半导体和第二代半导体为主。

  其原因嘛……

  当然是第三代宽禁带半导体还有很多技术难题没有攻克。

  燕大的半导体研究所正在进行的工作,就是全力攻克这些难题,早日实现第三代半导体技术的彻底成熟,应用于市场。

  …………

  宽禁带半导体实验室,顾律三人穿着深棕色的实验服,在张主任的带领下走进去。

  实验室的面积很大。

  将近有半个篮球场的大小。

  一眼望去,可以看到实验室内数位研究员在各台仪器前紧张的忙碌着。

  “主任好。”

  “主任好。”

  几位年轻的研究员助理见到张主任进来,客气的打招呼。

  张主任点点头,然后摆摆手,“你们接着忙,接着忙。”

  “我们先去MOCVD那边吧。”张主任压低声音,询问顾律。

  顾律点头一笑。

  张主任带着顾律来到一台一个高的长方形设备面前。

  “这个就是我们实验室的MOCVD了!”张主任拍拍设备外面的铁壳,笑着为顾律介绍。

  顾律上下打量了这台设备一番。

  所谓的MOCVD,是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。

  该设备以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料,以热分解反应方式在衬底上进行气相外延,生长各种Ⅲ-V主族、Ⅱ-Ⅵ副族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

  上面说的有些复杂。

  简单来理解的话,就是通过这台MOCVD设备,可以将有机化合物和氢化物,合称为实验室所需的GaN宽禁带半导体。

  这是一台生长宽禁带半导体的仪器。

  顾律在国外见过这种设备。

  不过国内和国外的MOCVD系统是有些区别的。

  因为MOCVD系统最关键的问题就是保证材料生长的均匀性和重复性,所以国内和国外MOCVD系统的主要区别在于反应室结构。

  在国外,反应室结构大多采用‘TurboDisc反应’,而国内则是采用‘行星反应’。

  两者各有其优劣,说不上谁更好。

  但呈现在顾律面前的这台MOCVD,虽然使用的仍旧是国内的行星反应室结构,但在设备的其他组成系统上,应该进行了深层次的优化。

  顾律只是简单的上下打量了这台设备一眼,就得出一个这样的结论。

  “张主任,你们的这台设备应该进行了一定程度的改装吧,根据我的推测,这台MOCVD不止最多可以同时生长两片1.5英寸的GaN宽禁带半导体?”顾律说出自己的猜测。

  张主任竖起大拇指。

  “你说的没错。”张主任拍拍设备,语气略带得意的开口,“这台设备买回来后,我就让隔壁机械学院的几位朋友改装了一下。”

  “你看着,在这块源供给系统部分,我们加了一个恒温器,可以保证金属化合物一个衡定的蒸气压。”张主任指着仪器前端的加装上去的一个恒温器为顾律介绍。

  “还有这。”张主任把顾律领到MOCVD的背面,“这块是气体运输系统,原本这里是只有一条管道的。”

  “但是我们又增加了一条,这样的话,可以迅速变化反应室内的反应气体,并且还不会引起反应室内压力的变化!”

  张主任为顾律详细的介绍了这台设备的改装情况。

  除了反应室系统仍旧选择行星反应之外,其余的几个部分的系统皆进行了一定程度的改装优化。

  “那……”

  顾律问出了自己最关心的问题,“那现在,这台设备最大的产量是多少?”

  张主任竖起三根手指,“最多可以同时生产三根两英寸的GaN宽禁带半导体!”

  “嘶——!”

  顾律倒吸一口冷气。

  这产量……

  据顾律所知,国外Veeco公司斥巨资新研发的一种型号的MOCVD,也就比这个产量稍微高点。

  正在顾律啧啧惊叹的功夫,这台设备刚好结束了一轮的工作。

  一旁的研究员助理就要过来取走成品。

  张主任摆摆手,戴上白手套,表示要亲自将这次的成品取出。

  忙活一阵后,张主任将两条长长粗粗的GaN宽禁带半导体取出。

  张主任双手摩挲在这个长长粗粗的物件上。

  “你们也过来摸摸,手感很不错,硬硬的,还有点烫。”张主任笑着招呼顾律师徒两人。

  顾律扯了扯嘴角,然后,和张主任一块摸起来。

  在旁边就摆着一台专门用于切割的仪器。

  随着一阵吱吱吱的声音,长长的宽禁带半导体被切割成许多小段。

  顾律拿起一块,在灯光下观察切割的截面。

  “成色很不错啊!”

  这样的半导体,只需要经过简单的几步除杂手段,就可以直接拿出去加工了。

  反倒是一旁的张主任不是很满意的摇摇头,“还是不太行,整条半导体,最终可以利用的只有80%左右,剩下的部分还是杂质太多。”

  顾律手中拿的那一截,是位于整条半导体的中间部位,成色当然不错。

  但位于两端的部分,则是因为含杂太多。

  在实际生产的过程中,需要进行融化分解后,再投进MOCVD中二次生产。

  这其中就产生不少浪费。

  不过这是相当普遍常见的现象,想要完成百分百的利用率,那基本是不存在的。

  80%这个数字已经算是不错的了。

  


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