عیب سے پاک ایپیٹیکسیل گروتھ اور مسفٹ ڈس لوکیشنز

عیب سے پاک اپیٹیکسیل نمو اس وقت ہوتا ہے جب ایک کرسٹل جالی میں دوسرے سے تقریباً ایک جیسی جالی مستقل ہوتی ہے۔. ترقی اس وقت ہوتی ہے جب انٹرفیس کے علاقے میں دو جالیوں کی جالیوں کی جگہیں تقریباً مماثل ہوں، جو کہ ایک چھوٹی جالی کی مماثلت (0.1% سے کم) کے ساتھ ممکن ہے۔ یہ اندازاً مماثلت انٹرفیس میں لچکدار تناؤ کے ساتھ بھی حاصل کی جاتی ہے، جہاں ہر ایٹم باؤنڈری پرت میں اپنی اصل پوزیشن سے قدرے بے گھر ہو جاتا ہے۔ اگرچہ تھوڑی مقدار میں تناؤ پتلی تہوں کے لیے قابل برداشت ہے اور کوانٹم ویل لیزرز کے لیے بھی مطلوب ہے، کرسٹل میں ذخیرہ شدہ تناؤ کی توانائی عام طور پر مسفٹ ڈس لوکیشنز کی تشکیل سے کم ہوتی ہے، جس میں ایک جالی میں ایٹموں کی گمشدہ قطار شامل ہوتی ہے۔

مندرجہ بالا اعداد و شمار کی ایک منصوبہ بندی کی وضاحت کرتا ہےایک کیوبک (100) ہوائی جہاز پر اپیٹیکسیل نمو کے دوران پیدا ہونے والی ایک غلط نقل مکانی، جہاں دو سیمی کنڈکٹرز میں تھوڑا سا مختلف جالی کے مستقل ہوتے ہیں۔ اگر a سبسٹریٹ کا جالی مستقل ہے اور a’ = a − Δa بڑھتی ہوئی پرت کا ہے، تو ایٹموں کی ہر گمشدہ قطار کے درمیان فاصلہ تقریباً ہے:

L ≈ a²/Δa

دو جالیوں کے انٹرفیس پر، ایٹموں کی غائب قطاریں دو کھڑی سمتوں کے ساتھ موجود ہیں۔ پرنسپل کرسٹل محور کے ساتھ قطاروں کے درمیان فاصلہ، جیسا کہ [100]، تقریباً اوپر والے فارمولے کے ذریعے دیا گیا ہے۔

انٹرفیس میں اس قسم کی خرابی کو سندچیوتی کہا جاتا ہے۔ چونکہ یہ جعلی مماثلت (یا مسفٹ) سے پیدا ہوتا ہے، اس لیے اسے مسفٹ ڈس لوکیشن، یا محض ایک ڈس لوکیشن کہا جاتا ہے۔

مسفٹ ڈس لوکیشنز کے آس پاس، جالی بہت سے لٹکتے ہوئے بانڈز کے ساتھ نامکمل ہے، جو الیکٹرانوں اور سوراخوں کے غیر ریڈی ایٹو دوبارہ ملاپ کا باعث بن سکتی ہے۔ لہٰذا، اعلیٰ معیار کے آپٹو الیکٹرانک ڈیوائس فیبریکیشن کے لیے، مسفٹ ڈس لوکیشن فری پرتوں کی ضرورت ہے۔

مسفٹ ڈس لوکیشنز کی نسل کا انحصار جالیوں کی مماثلت اور افزائش شدہ ایپیٹیکسیل پرت کی موٹائی پر ہوتا ہے۔ اگر جعلی مماثلت Δa/a -5 × 10^-3 سے 5 × 10^-3 کی رینج میں ہے، تو InGaAsP-InP ڈبل میں کوئی مسفٹ ڈس لوکیشن نہیں بنتی ہے۔ heterostructure تہیں (0.4 µm موٹی) (100) InP پر اگائی جاتی ہیں۔

(100) InP پر 650°C پر اگنے والی InGaAs تہوں کی مختلف موٹائیوں کے لیے جالیوں کے مماثلت کے فعل کے طور پر نقل مکانی کا واقعہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

یہ اعداد و شمار واضح کرتا ہے۔(100) InP پر LPE کی طرف سے اگائی گئی InGaAs تہوں کی مختلف موٹائیوں کے لیے جالیوں کے مماثلت کے ایک فنکشن کے طور پر مسفٹ ڈس لوکیشنز کی موجودگی. ٹھوس لکیروں سے جکڑے ہوئے خطے میں کوئی غلط جگہ جگہ جگہ نہیں دیکھی جاتی ہے۔

جیسا کہ اوپر کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے، ٹھوس لکیر اس حد کی نمائندگی کرتی ہے جہاں کوئی سندچیوتی نہیں دیکھی گئی۔ موٹی سندچیوتی سے پاک InGaAs تہوں کی نشوونما کے لیے، قابل برداشت کمرے کے درجہ حرارت کی جالی کی مماثلت -6.5 × 10^-4 اور -9 × 10^-4 کے درمیان پائی جاتی ہے۔ .

یہ منفی جالی کی مماثلت InGaAs اور InP کے تھرمل ایکسپینشن گتانک میں فرق کی وجہ سے پیدا ہوتی ہے۔ 650 ° C کے بڑھوتری کے درجہ حرارت پر بالکل مماثل تہہ میں منفی کمرے کے درجہ حرارت کی جالی کی مماثلت نہیں ہوگی۔

چونکہ نمو کے درجہ حرارت کے ارد گرد مسفٹ ڈس لوکیشنز بنتی ہیں، اس لیے نمو کے درجہ حرارت پر جالیوں کا ملاپ انضمام سے پاک پرتوں کی نشوونما کے لیے اہم ہے۔**