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3族、2族元素的有机化合物和v、6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3-v主族、2-6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。