Substrát vs. Epitaxe: Klíčové role ve výrobě polovodičů

I. Polovodičový substrát

PolovodičPodkladtvoří základ polovodičových součástek a poskytuje stabilní krystalickou strukturu, na které mohou růst potřebné vrstvy materiálu.Substrátymohou být monokrystalické, polykrystalické nebo dokonce amorfní, v závislosti na požadavcích aplikace. Výběr zPodkladje rozhodující pro výkon polovodičových součástek.

(1) Typy substrátů

V závislosti na materiálu mezi běžné polovodičové substráty patří substráty na bázi křemíku, safíru a křemene.Substráty na bázi křemíkujsou široce používány díky své hospodárnosti a vynikajícím mechanickým vlastnostem.Monokrystalické křemíkové substráty, známé pro svou vysokou kvalitu krystalů a rovnoměrné dopování, jsou široce používány v integrovaných obvodech a solárních článcích. Safírové substráty, oceňované pro své vynikající fyzikální vlastnosti a vysokou průhlednost, se používají při výrobě LED a dalších optoelektronických zařízení. Křemenné substráty, ceněné pro svou tepelnou a chemickou stabilitu, nacházejí uplatnění ve špičkových zařízeních.

(2)Funkce substrátů

Substrátyprimárně plní dvě funkce v polovodičových součástkách: mechanickou podporu a vedení tepla. Jako mechanické podpěry poskytují substráty fyzickou stabilitu a zachovávají tvarovou a rozměrovou integritu zařízení. Kromě toho substráty usnadňují rozptyl tepla generovaného během provozu zařízení, což je klíčové pro tepelné řízení.

II. Polovodičová epitaxe

Epitaxezahrnuje nanášení tenkého filmu se stejnou mřížkovou strukturou jako substrát pomocí metod, jako je chemická depozice z plynné fáze (CVD) nebo epitaxe molekulárního paprsku (MBE). Tento tenký film má obecně vyšší krystalickou kvalitu a čistotu, což zvyšuje výkon a spolehlivostepitaxní destičkyve výrobě elektronických zařízení.

(1)Typy a aplikace epitaxe

Polovodičepitaxetechnologie, včetně křemíkové a křemíkové-germaniové (SiGe) epitaxe, jsou široce používány ve výrobě moderních integrovaných obvodů. Například růst vrstvy vnitřního křemíku vyšší čistoty na akřemíkový plátekmůže zlepšit kvalitu oplatky. Základní oblast heterojunkčních bipolárních tranzistorů (HBT) využívající SiGe epitaxi může zvýšit účinnost vyzařování a proudový zisk, a tím zvýšit mezní frekvenci zařízení. Oblasti zdroje/odvodu CMOS využívající selektivní epitaxi Si/SiGe mohou snížit sériový odpor a zvýšit saturační proud. Napjatá křemíková epitaxe může způsobit tahové napětí, aby se zvýšila mobilita elektronů, a tím se zlepšila rychlost odezvy zařízení.

(2)Výhody epitaxe

Primární výhodaepitaxespočívá v přesné kontrole procesu depozice, což umožňuje úpravu tloušťky a složení tenké vrstvy pro dosažení požadovaných vlastností materiálu.Epitaxní destičkyvykazují vynikající kvalitu a čistotu krystalů, což výrazně zvyšuje výkon, spolehlivost a životnost polovodičových zařízení.

III. Rozdíly mezi substrátem a epitaxí

(1)Struktura materiálu

Substráty mohou mít monokrystalické nebo polykrystalické struktury, zatímcoepitaxezahrnuje nanášení tenkého filmu se stejnou mřížkovou strukturou jakoPodklad. To má za následekepitaxní destičkys monokrystalickými strukturami, které nabízejí lepší výkon a spolehlivost při výrobě elektronických zařízení.

(2)Způsoby přípravy

Přípravasubstrátytypicky zahrnuje fyzikální nebo chemické metody, jako je tuhnutí, růst roztoku nebo tání. V porovnání,epitaxeprimárně se spoléhá na techniky, jako je chemická depozice z plynné fáze (CVD) nebo epitaxe molekulárního paprsku (MBE), aby nanášely materiálové filmy na substráty.

(3)Oblasti použití

Substrátyse používají hlavně jako základní materiál pro tranzistory, integrované obvody a další polovodičová zařízení.Epitaxní destičkyse však běžně používají při výrobě vysoce výkonných a vysoce integrovaných polovodičových zařízení, jako je optoelektronika, lasery a fotodetektory, mimo jiné pokročilé technologické obory.

(4)Výkonnostní rozdíly

Výkon substrátů závisí na jejich struktuře a materiálových vlastnostech; například,monokrystalické substrátyvykazují vysokou kvalitu krystalů a konzistenci.Epitaxní destičkyna druhé straně mají vyšší kvalitu a čistotu krystalů, což vede k vynikajícímu výkonu a spolehlivosti v procesu výroby polovodičů.

IV. Závěr

Stručně řečeno, polovodičsubstrátyaepitaxese výrazně liší z hlediska struktury materiálu, způsobů přípravy a oblastí použití. Substráty slouží jako základní materiál pro polovodičová zařízení, poskytují mechanickou podporu a vedení tepla.Epitaxezahrnuje nanášení vysoce kvalitních krystalických tenkých filmůsubstrátyzvýšit výkon a spolehlivost polovodičových zařízení. Pochopení těchto rozdílů je klíčové pro hlubší pochopení polovodičové technologie a mikroelektroniky.**

Semicorex nabízí vysoce kvalitní komponenty pro substráty a epitaxní destičky. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com