Szubsztrát és epitaxia

Az ostyakészítés folyamatában két fő láncszem van: az egyik a szubsztrát előkészítése, a másik az epitaxiális folyamat megvalósítása. A szubsztrát, egy félvezető egykristály anyagból gondosan elkészített ostya, közvetlenül felhasználható az ostyagyártási folyamatban félvezető eszközök gyártásának alapjaként, vagy az epitaxiális folyamat révén tovább fokozható a teljesítmény.

Szóval, mi vanepitaxia? Röviden, az epitaxia egy új egykristályréteg növesztése egy finoman megmunkált (vágás, csiszolás, polírozás stb.) egykristály szubsztrátumon. Ez az új egykristály és a szubsztrátum készülhet ugyanabból vagy különböző anyagokból, így szükség szerint homogén vagy heterogén epitaxia érhető el. Mivel az újonnan növesztett egykristályréteg a szubsztrát kristályfázisának megfelelően tágul, epitaxiális rétegnek nevezik. Vastagsága általában csak néhány mikron. Ha például a szilíciumot vesszük, a szilícium epitaxiális növesztése egy szilícium egykristályréteg réteg növesztését jelenti, amelynek kristályorientációja megegyezik a szubsztrátummal, szabályozható ellenállással és vastagsággal, valamint tökéletes rácsszerkezettel egy szilícium egykristály szubsztrátumon, meghatározott kristályorientációval. Amikor az epitaxiális réteg a hordozón nő, az egészet epitaxiális ostyának nevezik.

A hagyományos szilícium félvezető iparban a nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű eszközök közvetlenül szilícium lapkán történő gyártása bizonyos technikai nehézségekbe ütközik, például nehéz elérni a nagy áttörési feszültséget, a kis sorozatú ellenállást és a kis telítési feszültségesést a kollektor régióban. Az epitaxiális technológia bevezetése okosan megoldja ezeket a problémákat. A megoldás az, hogy nagy ellenállású epitaxiális réteget növesztenek egy kis ellenállású szilícium hordozóra, majd eszközöket készítenek a nagy ellenállású epitaxiális rétegen. Ily módon a nagy ellenállású epitaxiális réteg nagy áttörési feszültséget biztosít az eszköz számára, míg az alacsony ellenállású hordozó csökkenti a hordozó ellenállását, ezáltal csökkenti a telítési feszültségesést, ezáltal egyensúlyt teremt a nagy áttörési feszültség és az alacsony ellenállás között. és alacsony feszültségesés.

Ezen kívülepitaxiálisaz olyan technológiákat, mint a III-V, II-VI gőzfázisú epitaxiája és folyadékfázisú epitaxiája, valamint más molekuláris vegyületből álló félvezető anyagok, például GaA-k szintén nagymértékben fejlődtek, és nélkülözhetetlen technológiai technológiává váltak a legtöbb mikrohullámú készülék, optoelektronikai eszköz, energiaellátás előállításához. eszközök stb., különösen a molekuláris nyaláb és fém szerves gőzfázisú epitaxia sikeres alkalmazása vékony rétegekben, szuperrácsokban, kvantumkutakban, feszült szuperrácsokban és atomi vékonyréteg-epitaxiában, amely szilárd alapot teremtett a "sávtervezés" fejlődéséhez. , a félvezetőkutatás új területe.

Ami a harmadik generációs félvezető eszközöket illeti, az ilyen félvezető eszközök szinte mindegyike az epitaxiális rétegen készül, és aszilícium-karbid ostyaönmagát csak szubsztrátumként használják. Olyan paraméterek, mint a SiC vastagsága és háttérhordozó-koncentrációjaepitaxiálisaz anyagok közvetlenül meghatározzák a SiC eszközök különféle elektromos tulajdonságait. A nagyfeszültségű alkalmazásokhoz használt szilícium-karbid eszközök új követelményeket támasztanak olyan paraméterekkel kapcsolatban, mint az epitaxiális anyagok vastagsága és háttérhordozó-koncentrációja. Ezért a szilícium-karbid epitaxiális technológia döntő szerepet játszik a szilícium-karbid eszközök teljesítményének teljes kifejtésében. Szinte minden SiC tápegységet magas minőség alapján készítenekSiC epitaxiális lapkák, és az epitaxiális rétegek gyártása fontos része a szélessávú félvezetőiparnak.