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procédé de décollement épitaxial pour la réutilisation du substrat d'arséniure de gallium et l'électronique flexible

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procédé de décollement épitaxial pour la réutilisation du substrat d'arséniure de gallium et l'électronique flexible

2018-01-08

Le procédé de décollement épitaxial permet de séparer les couches de dispositifs iii-v des substrats d'arséniure de gallium et a été largement exploré pour éviter le coût élevé des dispositifs iii-v en réutilisant les substrats. Les procédés de décollement épitaxiaux conventionnels nécessitent plusieurs étapes de post-traitement pour restaurer le substrat dans une condition prête pour l'épi. nous présentons ici un schéma de décollement épitaxial qui minimise la quantité de résidus de post-gravure et maintient la surface lisse, conduisant à la réutilisation directe du substrat d'arséniure de gallium. la réutilisation directe réussie du substrat est confirmée par la comparaison des performances des cellules solaires cultivées sur les substrats originaux et réutilisés. en suivant les caractéristiques de notre processus de décollement épitaxial, une technique à haut débit appelée décollement épitaxial assisté par tension de surface a été développée. Nous montrons également des dispositifs, y compris des diodes électroluminescentes et des condensateurs à semi-conducteurs à oxyde de métal, construits d'abord sur de minces couches actives, puis transférés sur des substrats secondaires.


figure 1: concept du processus de décollement épitaxial (elo) et des morphologies de surface post-élo gaas avec des processus elo conventionnels et nouveaux.

Concept of epitaxial lift-off (ELO) process and post-ELO GaAs surface morphologies with conventional and novel ELO processes.

(a) illustration schématique du processus élo général. (b, c) des illustrations schématiques des réactions chimiques à proximité de la couche sacrificielle / interfaces d'attaque pendant le processus élo conventionnel et le roman elo et l'ima tridimensionnel ...


figure 2: morphologies de surface des surfaces gaas au cours du processus elo

Surface morphologies of GaAs surfaces during ELO process.


(a) des images afm de la surface du substrat de gaas plongées à la fois dans du HF concentré et dilué et hCl pendant 1 jour. (b, c) sont les illustrations schématiques de la chimie de surface de gaas plongé dans hf et hcl, respectivement.


figure 3: performances des cellules solaires gaas à simple jonction fabriquées sur des substrats neufs et réutilisés.close



Performance of single junction GaAs solar cells fabricated on new and reused substrates.



( a) la densité de courant en fonction de la tension (j-v) des cellules solaires gaas sj cultivées et fabriquées sur de nouveaux substrats (symboles verts) et réutilisés (symboles bleus). Encart: paramètres de performance des cellules solaires. (b) eqe de cellules solaires cultivées sur ...


figure 4: processus elo assisté par la tension de surface.

Surface tension-assisted ELO process.


(a) illustration schématique du processus (sta) elo assisté par la tension superficielle. (b) vitesse de gravure de inalp dans hcl en fonction de la direction cristallographique. la vitesse de gravure maximale se situe à. toutes les données ont été normalisées par max ...


figure 5: couches minces de gaas transférées sur des substrats rigides et flexibles.


GaAs thin films transferred to rigid and flexible substrates.


(a) des démonstrations des couches minces de gaas transférées sur le substrat rigide (gauche, gaas sur une tranche de 4 \"centre, gaas sur un objet solide incurvé, droite, gaas sur verre) et (b) des substrats flexibles (gauche, gaas sur bande) . droite, gaas sur flexible ...


figure 6: démonstration des dispositifs transférés via un nouveau procédé elo.


Demonstration of transferred devices via novel ELO process.



(a) transféré algues 2 \"conduit sur 2\" wafer et l'image optique de l'émission de lumière. barre d'échelle, 5 cm. (b) les caractéristiques capacitance-tension (c-v) du moscap n-gaas avant et après le transfert sur une bande souple. Encart: l'opti ...


source: nature


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