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Erfindung kann Purify Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Hilfe

Published on August 4, 2010 at 8:26 PM

Die Reinheit der Zutaten ist ein ständiges Anliegen für die Halbleiterindustrie, weil nur eine Spur von Verunreinigungen beschädigen oder kleinen Geräten. In einem Schritt in Richtung Lösung eines seit langem bestehendes Problem in der Halbleiterfertigung, haben Wissenschaftler am JILA und Mitarbeiter ihre einzigartige Version von einem "feinen Kamm" verwendet, um winzige Spuren von Verunreinigung Moleküle in der Arsen-Gas verwendet werden, um eine Vielzahl von Photonik machen erkennen Geräten.

JILA ist ein gemeinsames Institut der National Institute of Standards and Technology (NIST) und der University of Colorado at Boulder (CU). Die Untersuchung wurde mit Mitarbeitern von NIST in Boulder Campus und Matheson Tri-Gas (Longmont, Colorado) durchgeführt.

Ein NIST Erfindung kann helfen, zu reinigen ein Verfahren zur Herstellung Halbleiter in Geräten wie lichtemittierende Dioden (LEDs) verwendet. © Igor Stepovik / Höflichkeit Shutterstock

Die Forschung, in einem neuen Papier beschrieben, * verwendet eine NIST / CU Erfindung namens Hohlraum-enhanced direkten Frequenzkamm-Spektroskopie (CE-DFCS) .** Es besteht aus einem optischen Frequenzkamm-Werkzeug für die präzise Erzeugung unterschiedlicher Farben oder Frequenzen , Licht-an die Menge, Struktur und Dynamik der verschiedenen Atome und Moleküle gleichzeitig zu analysieren. Die Technik bietet eine einzigartige Kombination aus Geschwindigkeit, Sensitivität, Spezifität und breiten Frequenzbereich.

Die Halbleiterindustrie hat lange gekämpft, um Spuren von Wasser und anderen Verunreinigungen in Arsen-Gas in der Herstellung von III-V Halbleiter für Licht-emittierende Dioden (LEDs), Solar-Energie-Zellen und Laserdioden für DVD-Player verwendet zu finden. Die Verunreinigungen können zu verändern ein Halbleiter den elektrischen und optischen Eigenschaften. Zum Beispiel können Wasserdampf Sauerstoff an das Material zu geben, eine Reduzierung der Anlagenkosten Helligkeit und Zuverlässigkeit. Spuren von Wasser sind schwer zu in Arsin, das Licht absorbiert in einer komplexen, überlasteten Muster über einen breiten Frequenzbereich zu identifizieren. Die meisten analytischen Techniken haben erhebliche Nachteile, wie groß und komplex Ausrüstung oder einem schmalen Frequenzbereich.

Die JILA Kamm-System, die zuvor als "Alkoholtester" zur Erkennung von Krankheiten *** gezeigt wurde kürzlich aktualisiert zu längeren Wellenlängen des Lichts, wo das Wasser stark absorbiert und Arsin nicht, um eine bessere Identifizierung der Zugang zu Wasser. Die neue Veröffentlichung beschreibt die erste Demonstration der Kamm-System in einer industriellen Anwendung.

In der JILA Experimenten wurde Arsen-Gas in einem optischen Resonator platziert, wo es "gekämmt" wurde von Lichtimpulsen. Die Atome und Moleküle im Inneren des Hohlraums absorbiert etwas Licht Energie bei Frequenzen, wo sie wechseln Energieniveaus, vibrieren oder zu drehen. Der Kamm ist "Zähne" wurden eingesetzt, um präzise zu messen die Intensität der verschiedenen Schattierungen des infraroten Lichts vor und nach der Interaktionen. Durch den Nachweis, welche Farben absorbiert wurden und in welcher gegen einen Katalog der bekannten Absorption Signaturen für verschiedene Atome und Mengen abgestimmten Molekülen konnten die Forscher Wasser-Konzentration auf einem sehr niedrigen Niveau zu messen.

Nur 10 Wassermoleküle pro Milliarde Moleküle Arsenwasserstoff kann dazu führen, Halbleiter-Defekte. Die Forscher erkannten Wasser auf einem Niveau von 7 Molekülen pro Milliarde in Stickstoffgas, und am 31. Molekülen pro Milliarde in Arsin. Die Forscher arbeiten nun daran auf die Erweiterung der Kamm-System noch weiter in den Infrarot-und Ziel für parts-per-Billion-Empfindlichkeit.

Die Forschung wurde von der Air Force Office of Scientific Research, Defense Advanced Research Projects Agency, Defense Threat Reduction Agency, Agilent Technologies und NIST finanziert.

* KC Cossel, F. Adler, KA Bertness, MJ Thorpe, J. Feng, MW Raynor, J. Ye. 2010. Analyse von Spuren von Verunreinigungen in Semiconductor Gas über Cavity-Enhanced Direkte Frequency Comb Spectroscopy. Applied Physics B. Published online 20. Juli.

** US Patent Nummer 7538881: Sensitive, Massively Parallel, Broad-Bandbreite, Real-Time-Spektroskopie, Mai 2009 ausgestellt, NIST Aktenverzeichnis 06-004, CU Technologietransfer Fallnummer CU1541B. Lizenzrechte haben in CU konsolidiert.

*** Siehe "Optical" Frequency Comb "Kann die Breath of Disease Detect", in NIST Tech Beat-19 Februar 2008, bei www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2008_0219.htm # Kamm .

Last Update: 25. October 2011 11:31

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