Substrát a epitaxia

V procese prípravy doštičky existujú dve základné väzby: jedným je príprava substrátu a druhým je implementácia epitaxného procesu. Substrát, doštička starostlivo vyrobená z polovodičového monokryštálového materiálu, sa môže priamo vložiť do procesu výroby doštičiek ako základ na výrobu polovodičových zariadení alebo ďalej zvýšiť výkon prostredníctvom epitaxného procesu.

Takže, čo jeepitaxia? Stručne povedané, epitaxia je rast novej vrstvy monokryštálu na monokryštálovom substráte, ktorý bol jemne spracovaný (rezanie, brúsenie, leštenie atď.). Tento nový monokryštál a substrát môžu byť vyrobené z rovnakého materiálu alebo rôznych materiálov, takže je možné podľa potreby dosiahnuť homogénnu alebo heterogénnu epitaxiu. Pretože novovyrastená vrstva monokryštálu sa bude rozširovať podľa kryštálovej fázy substrátu, nazýva sa epitaxná vrstva. Jeho hrúbka je vo všeobecnosti len niekoľko mikrónov. Ak vezmeme kremík ako príklad, epitaxný rast kremíka znamená rast vrstvy kremíkovej monokryštálovej vrstvy s rovnakou orientáciou kryštálu ako substrát, regulovateľným odporom a hrúbkou a dokonalou mriežkovou štruktúrou na kremíkovom monokryštálovom substráte so špecifickou orientáciou kryštálu. Keď epitaxná vrstva rastie na substráte, celok sa nazýva epitaxiálny plátok.

Pre tradičný priemysel kremíkových polovodičov bude výroba vysokofrekvenčných a vysokovýkonných zariadení priamo na kremíkových doštičkách narážať na určité technické ťažkosti, ako je napríklad vysoké prierazné napätie, malý sériový odpor a malý pokles saturačného napätia v oblasti kolektora. Zavedenie epitaxnej technológie tieto problémy šikovne rieši. Riešením je pestovanie vysokoodporovej epitaxnej vrstvy na nízkoodporovom silikónovom substráte a potom výroba zariadení na vysokoodporovej epitaxnej vrstve. Týmto spôsobom vysokoodporová epitaxná vrstva poskytuje vysoké prierazné napätie pre zariadenie, zatiaľ čo nízkoodporový substrát znižuje odpor substrátu, čím znižuje saturačný pokles napätia, čím sa dosiahne rovnováha medzi vysokým prierazným napätím a nízkym odporom. a nízky pokles napätia.

okrem tohoepitaxnétechnológie, ako je epitaxia v plynnej fáze a epitaxia v kvapalnej fáze III-V, II-VI a iných molekulárnych zlúčenín polovodičových materiálov, ako sú GaAs, boli tiež značne vyvinuté a stali sa nepostrádateľnými procesnými technológiami na výrobu väčšiny mikrovlnných zariadení, optoelektronických zariadení, energie zariadení atď., najmä úspešná aplikácia epitaxie molekulárneho lúča a kovovej organickej parnej fázy v tenkých vrstvách, supermriežkach, kvantových jamách, napätých supermriežkach a atómovej tenkovrstvovej epitaxii, ktorá položila pevný základ pre rozvoj „pásmového inžinierstva“ , nová oblasť výskumu polovodičov.

Pokiaľ ide o polovodičové zariadenia tretej generácie, tieto polovodičové zariadenia sú takmer všetky vyrobené na epitaxiálnej vrstve adoštička z karbidu kremíkasamotný sa používa len ako substrát. Parametre, ako je hrúbka a koncentrácia nosiča pozadia SiCepitaxnémateriály priamo určujú rôzne elektrické vlastnosti SiC zariadení. Zariadenia z karbidu kremíka pre vysokonapäťové aplikácie predkladajú nové požiadavky na parametre, ako je hrúbka a koncentrácia nosiča pozadia epitaxných materiálov. Preto epitaxná technológia karbidu kremíka zohráva rozhodujúcu úlohu pri úplnom využití výkonu zariadení z karbidu kremíka. Takmer všetky napájacie zariadenia SiC sú pripravené na základe vysokej kvalitySiC epitaxné doštičkya výroba epitaxných vrstiev je dôležitou súčasťou polovodičového priemyslu so širokým pásmovým odstupom.