Próiseas ullmhúcháin d'ábhar arsainseáil chailiam
Ó na 1950idí, tá modhanna fáis criostail aonair arsainseáil chailiam ar fáil. I measc na bpróiseas fáis tionsclaíocha reatha príomhshrutha tá líníocht dhíreach séalaithe leachtach (LEC), modh cothrománach Brijman (HB), modh Brijman ingearach (VB), agus solidification grádán ingearach (VGF).
1. Leacht Séalaithe Czochralski (LEC)
Is é an modh LEC an phróiséas is mó le haghaidh criostail aon-inslithe le hail-insliú galliam ariamide (SI GaAs). Faoi láthair, fásann an modh LEC níos mó ná 80% de na criostail aon-inslithe galóin aonaid inslithe ar an margadh. Úsáideann an modh LEC téitheoir grafite agus breogán PBN, agus úsáideann B2O3 mar ghníomhaire sealadach leachtach chun fás criostail ghalair ariamide a dhéanamh in atmaisféar argóin 2 MPa. Is é príomhbhuntáiste an phróisis LEC go bhfuil ard-iontaofacht aige agus go bhfuil sé éasca le criostail aonair trastomhas fada a fhás. Tá an t-ábhar carbóin criostail inghlactha agus tá maithe leath-inslithe na criostail go maith. Is iad seo a leanas na míbhuntáistí is mó: Is deacair rialú a dhéanamh ar an dáileog ceimiceach, tá grádán teocht an réimse teirmeach mór (100 ~ 150 K / cm), agus tá dlús dílseachta an chriostail suas agus míchothrom. Bhunaigh Hitachi Cable Co, an tSeapáin, an chéad líne táirgeachta criostail aonair 6-orlach LEC GaAs i 1998. Suiteáil an chuideachta an foirnéis criostail aonair is mó sa domhan ag an am sin, le trastomhas 400mm, cumas beathaithe de 50 kg, agus fás amháin 6-orlach. Sroicheann an fad criostail 350 mm. Sa bhliain 2000, thuairiscigh Freiberger an criostail aonair arséineáil aigéad 8-orlach a d'fhorbair an chéad phróiseas LEC ar domhan.
2. Bridgman Cothrománach (HB)
Ba é an modh HB an próiseas is mó a bhí ann maidir le táirgeadh mais leathchríochnaithe (íseal-fhriotaíocht) criostail aon-ghlaine arséideas (SC GaAs), ag baint úsáide as báid grianchloch agus feadáin Grianchloch chun fás faoi ghnáthbhrú, le hiontaofacht agus cobhsaíocht ard. Is é an buntáiste a bhaineann leis an modh HB gur féidir an gal arsanaic a úsáid chun cóimheas stoiciometrach an chomhlachta a rialú go beacht, agus go bhfuil an grádán teocht beag chun an t-éadrom a bhaint amach. Tá dlús dílseachtaithe criostail aonair arséide HB gallium níos mó ná ordú méadaithe níos ísle ná mar a bhíonn criostail aonair ARC gallium arsenide. Is é an míbhuntáiste is mó ná go bhfásann fir criostail aon-inslithe le hail-insliú galóin aon-inslithe, agus is é an comhéadan criostail a fhástar ná sloinne D, rud a chuirfidh faoi deara go bhfuil dramhaíl mhór i gceist leis an bpróiseáil próiseála i sclábhaithe. Ag an am céanna, tá sé deacair criostail trastomhas mór a fhás mar gheall ar an gcumas ualach a bhaineann le bád grianchloch ag teocht ard. Faoi láthair, tá mais tháirgeadh an phróisis HB den chuid is mó i gcás criostail 2 orlach agus 3 orlach, agus is é 4 orlach an t-arsenide galium is mó a thuairiscítear ar an arséideas galium. Faoi láthair, níl go leor cuideachtaí ann a úsáideann an próiseas HB maidir le hábhair a bhaineann le harsainseáil chailiam a tháirgeadh. Le aibíocht na bpróiseas VB agus VGF, cuireadh próiseas an HB in áit de réir a chéile.
3. Bridgman Ingearach (VB)
Próiseas fáis criostail é an modh VB a forbraíodh i ndeireadh na 1980í. Cuireadh an polastriosta arséideatail chailiam sintéiseithe, B2O3 agus criostail síolta isteach i breogán PBN agus séalaithe i mbuellach cuartz vacuumed. Cuireadh an comhlacht foirnéise go hingearach. Téitear sreang leis an sreang, agus cuirtear an buidéal Grianchloch isteach go hingearach i lár an chomhlachta foirnéise. Ag teocht ard, déantar an polycrystail arséideas galóin a leá agus ansin é a chomhleádh leis an gcriostal síl, agus ansin déanann an tslat tacaíochta an sorcóir Grianchloch agus an breogán a dhiúscairt síos trí mheicníocht ainlithe. Faoi grádán teochta áirithe, fásann an criostail amháin go mall ó dheireadh criostail an síol. Is féidir leis an modh VB criostail aonair arssaidiam chailiam a fhás-fhriotaíocht a fhás nó criostail aonair arsheasmhaithe leath-inslithe ard-fhrithsheasmhach. Tá EPD meán an chriostail faoi bhun 5,000 / cm-2.
4. Solidification Gradient Ingearach (Reo grádán Ingearach, dá ngairmtear VGF)
Tá prionsabal agus réimse feidhme an phróisis VGF agus an próiseas VB go bunúsach den chineál céanna. Is é an difríocht is mó go gcuireann an modh VGF an mheicníocht iompair criostail ag titim agus an mheicníocht rothlach. Déanann an ríomhaire an bealach teirmeach a rialú go beacht chun fuarú go mall, agus an comhéadan fáis ag bogadh suas ó thaobh níos ísle an leá chun an fás criostail a chríochnú. Déanann an próiseas seo an comhéadan fáis criostail níos cobhsaí mar gheall ar an meicníocht tarchurtha meicniúil a dhíchur, agus tá sé oiriúnach chun criostail aon-ghlactha GaAs aon-íseal a fhás. Is é an míbhuntáiste a bhaineann leis na próisis VB agus VGF ná nach féidir an fás criostail a bhaint amach agus a mheas le linn an phróisis fáis criostail, agus go bhfuil an tréimhse fáis criostail fada. Faoi láthair, bhí an leibhéal tráchtála idirnáisiúnta in ann criostail 6-orlach VB / VGF ariamide galliam a tháirgeadh. Sa bhliain 2002, thuairiscigh Freiberger an chéad criostail aonair arséideáil aigéad 8-orlach ar domhan a d'fhorbair an próiseas VGF.