Substrát a epitaxe

V procesu přípravy plátku existují dvě základní vazby: jedním je příprava substrátu a druhým je implementace epitaxního procesu. Substrát, wafer pečlivě vyrobený z polovodičového monokrystalového materiálu, může být přímo vložen do procesu výroby waferu jako základ pro výrobu polovodičových součástek nebo dále zvýšit výkon prostřednictvím epitaxního procesu.

Takže, co jeepitaxe? Stručně řečeno, epitaxe je růst nové vrstvy monokrystalu na monokrystalickém substrátu, který byl jemně zpracován (řezání, broušení, leštění atd.). Tento nový monokrystal a substrát mohou být vyrobeny ze stejného materiálu nebo různých materiálů, takže lze podle potřeby dosáhnout homogenní nebo heterogenní epitaxe. Protože se nově narostlá monokrystalická vrstva bude rozpínat podle krystalové fáze substrátu, nazývá se epitaxní vrstva. Jeho tloušťka je obecně jen několik mikronů. Vezmeme-li jako příklad křemík, epitaxní růst křemíku znamená růst vrstvy křemíkové monokrystalové vrstvy se stejnou krystalovou orientací jako substrát, řiditelným odporem a tloušťkou a dokonalou mřížkovou strukturou na křemíkovém monokrystalovém substrátu se specifickou krystalovou orientací. Když epitaxní vrstva roste na substrátu, celek se nazývá epitaxní plátek.

Pro tradiční průmysl křemíkových polovodičů bude výroba vysokofrekvenčních a vysoce výkonných zařízení přímo na křemíkových plátcích narážet na určité technické potíže, jako je vysoké průrazné napětí, malý sériový odpor a malý pokles saturačního napětí v oblasti kolektoru, které je obtížné dosáhnout. Zavedení epitaxní technologie tyto problémy chytře řeší. Řešením je vypěstovat epitaxní vrstvu s vysokým odporem na křemíkovém substrátu s nízkým odporem a poté vyrobit zařízení na epitaxní vrstvě s vysokým odporem. Tímto způsobem poskytuje vysokoodporová epitaxní vrstva vysoké průrazné napětí pro zařízení, zatímco nízkoodporový substrát snižuje odpor substrátu, čímž snižuje saturační pokles napětí, čímž je dosaženo rovnováhy mezi vysokým průrazným napětím a nízkým odporem. a nízký pokles napětí.

navícepitaxnítechnologie, jako je epitaxe v plynné fázi a epitaxe v kapalné fázi III-V, II-VI a dalších molekulárních sloučenin polovodičových materiálů, jako je GaAs, byly také značně vyvinuty a staly se nepostradatelnými procesními technologiemi pro výrobu většiny mikrovlnných zařízení, optoelektronických zařízení, energie zařízení atd., zejména úspěšná aplikace epitaxe molekulárního svazku a kovové organické parní fáze v tenkých vrstvách, supermřížky, kvantové studny, napnuté supermřížky a atomární epitaxe na tenké vrstvě, která položila pevný základ pro rozvoj „pásmového inženýrství“ , nový obor výzkumu polovodičů.

Co se týče polovodičových součástek třetí generace, taková polovodičová součástka jsou téměř všechna vyráběna na epitaxní vrstvě aplátek z karbidu křemíkusám se používá pouze jako substrát. Parametry jako tloušťka a nosná koncentrace pozadí SiCepitaxnímateriály přímo určují různé elektrické vlastnosti SiC zařízení. Zařízení z karbidu křemíku pro vysokonapěťové aplikace předkládají nové požadavky na parametry, jako je tloušťka a koncentrace nosného pozadí epitaxních materiálů. Epitaxní technologie karbidu křemíku proto hraje rozhodující roli při plném využití výkonu zařízení z karbidu křemíku. Téměř všechna SiC napájecí zařízení jsou připravena na základě vysoké kvalitySiC epitaxní destičkya výroba epitaxních vrstev je důležitou součástí polovodičového průmyslu s širokým bandgapem.