Substrát vs. Epitaxia: Kľúčové úlohy vo výrobe polovodičov

I. Polovodičový substrát

Polovodičsubstráttvorí základ polovodičových zariadení a poskytuje stabilnú kryštalickú štruktúru, na ktorej môžu rásť potrebné vrstvy materiálu.Substrátymôžu byť monokryštalické, polykryštalické alebo dokonca amorfné, v závislosti od požiadaviek aplikácie. Výber zsubstrátje rozhodujúci pre výkon polovodičových zariadení.

(1) Typy substrátov

V závislosti od materiálu bežné polovodičové substráty zahŕňajú substráty na báze kremíka, zafíru a kremeňa.Substráty na báze kremíkasú široko používané kvôli ich nákladovej efektívnosti a vynikajúcim mechanickým vlastnostiam.Monokryštalické kremíkové substráty, známe svojou vysokou kvalitou kryštálov a rovnomerným dopingom, sa vo veľkej miere používajú v integrovaných obvodoch a solárnych článkoch. Zafírové substráty, oceňované pre svoje vynikajúce fyzikálne vlastnosti a vysokú transparentnosť, sa používajú pri výrobe LED diód a iných optoelektronických zariadení. Kremenné substráty, cenené pre svoju tepelnú a chemickú stabilitu, nachádzajú uplatnenie v špičkových zariadeniach.

(2)Funkcie substrátov

Substrátyprimárne slúžia v polovodičových zariadeniach dve funkcie: mechanická podpora a vedenie tepla. Ako mechanické podpery poskytujú substráty fyzickú stabilitu, zachovávajúc tvar a rozmerovú integritu zariadení. Okrem toho substráty uľahčujú rozptyl tepla generovaného počas prevádzky zariadenia, čo je rozhodujúce pre tepelné riadenie.

II. Epitaxia polovodičov

Epitaxiazahŕňa nanášanie tenkého filmu s rovnakou mriežkovou štruktúrou ako substrát pomocou metód, ako je chemická depozícia z plynnej fázy (CVD) alebo epitaxia molekulárneho lúča (MBE). Tento tenký film má vo všeobecnosti vyššiu kryštálovú kvalitu a čistotu, čo zvyšuje výkon a spoľahlivosťepitaxné doštičkyvo výrobe elektronických zariadení.

(1)Typy a aplikácie epitaxie

Polovodičepitaxiatechnológie, vrátane kremíkovej a kremíkovo-germánovej (SiGe) epitaxie, sú široko používané vo výrobe moderných integrovaných obvodov. Napríklad pestovanie vrstvy vlastného kremíka vyššej čistoty na akremíkový plátokmôže zlepšiť kvalitu oblátky. Základná oblasť heterojunkčných bipolárnych tranzistorov (HBT) pomocou SiGe epitaxie môže zvýšiť účinnosť emisií a prúdový zisk, čím sa zvýši medzná frekvencia zariadenia. Oblasti zdroja/odvodu CMOS využívajúce selektívnu epitaxiu Si/SiGe môžu znížiť sériový odpor a zvýšiť saturačný prúd. Napätá silikónová epitaxia môže spôsobiť ťahové napätie na zvýšenie mobility elektrónov, čím sa zlepší rýchlosť odozvy zariadenia.

(2)Výhody epitaxie

Primárna výhodaepitaxiaspočíva v presnej kontrole procesu nanášania, čo umožňuje úpravu hrúbky a zloženia tenkého filmu na dosiahnutie požadovaných vlastností materiálu.Epitaxné doštičkyvykazujú vynikajúcu kvalitu a čistotu kryštálov, čím výrazne zvyšujú výkon, spoľahlivosť a životnosť polovodičových zariadení.

III. Rozdiely medzi substrátom a epitaxiou

(1)Materiálová štruktúra

Substráty môžu mať monokryštalické alebo polykryštalické štruktúry, zatiaľ čoepitaxiazahŕňa nanesenie tenkého filmu s rovnakou mriežkovou štruktúrou ako másubstrát. To má za následokepitaxné doštičkys monokryštalickými štruktúrami, ktoré ponúkajú lepší výkon a spoľahlivosť pri výrobe elektronických zariadení.

(2)Spôsoby prípravy

Príprava zsubstrátytypicky zahŕňa fyzikálne alebo chemické metódy, ako je tuhnutie, rast roztoku alebo tavenie. naproti tomuepitaxiaprimárne sa spolieha na techniky, ako je chemická depozícia z pár (CVD) alebo epitaxia molekulárneho lúča (MBE), aby sa nanášali filmové materiály na substráty.

(3)Oblasti použitia

Substrátysa používajú hlavne ako základný materiál pre tranzistory, integrované obvody a iné polovodičové zariadenia.Epitaxné doštičkysa však bežne používajú pri výrobe vysokovýkonných a vysoko integrovaných polovodičových zariadení, ako je optoelektronika, lasery a fotodetektory, okrem iných pokročilých technologických oblastí.

(4)Výkonnostné rozdiely

Výkon substrátov závisí od ich štruktúry a vlastností materiálu; napríkladmonokryštalické substrátyvykazujú vysokú kvalitu kryštálov a konzistenciu.Epitaxné doštičkyna druhej strane majú vyššiu kvalitu a čistotu kryštálov, čo vedie k vynikajúcemu výkonu a spoľahlivosti v procese výroby polovodičov.

IV. Záver

Stručne povedané, polovodičsubstrátyaepitaxiasa výrazne líšia z hľadiska štruktúry materiálu, spôsobov prípravy a oblastí použitia. Substráty slúžia ako základný materiál pre polovodičové zariadenia, poskytujú mechanickú podporu a tepelnú vodivosť.Epitaxiazahŕňa nanášanie vysokokvalitných kryštalických tenkých vrstiev nasubstrátyzvýšiť výkon a spoľahlivosť polovodičových zariadení. Pochopenie týchto rozdielov je kľúčové pre hlbšie pochopenie polovodičovej technológie a mikroelektroniky.**

Semicorex ponúka vysokokvalitné komponenty pre substráty a epitaxné doštičky. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com