Vafeļu sagatavošanas procesā ir divas galvenās saites: viena ir substrāta sagatavošana, bet otra ir epitaksiālā procesa īstenošana. Substrātu, vafeles, kas rūpīgi izgatavotas no pusvadītāju monokristāla materiāla, var tieši ievietot plāksnīšu ražošanas procesā kā pamatu pusvadītāju ierīču ražošanai, vai arī to var vēl vairāk uzlabot, izmantojot epitaksiālos procesus.
Tātad, kas ir denotācija? Īsāk sakot, epitaksija ir jauna monokristāla slāņa augšana uz viena kristāla substrāta, kas ir rūpīgi apstrādāts (griešana, slīpēšana, pulēšana utt.). Šo jauno viena kristāla slāni un substrātu var izgatavot no viena un tā paša materiāla vai dažādiem materiāliem, lai pēc vajadzības varētu panākt viendabīgu vai heteroepitaksiālu augšanu. Tā kā jaunizveidotais monokristālu slānis paplašināsies atkarībā no substrāta kristāla fāzes, to sauc par epitaksisko slāni. Tās biezums parasti ir tikai daži mikroni. Ņemot par piemēru silīciju, silīcija epitaksiālā augšana nozīmē silīcija slāņa audzēšanu ar tādu pašu kristāla orientāciju kā substrātam, kontrolējamu pretestību un biezumu uz silīcija monokristāla substrāta ar īpašu kristāla orientāciju. Silīcija vienkristāla slānis ar perfektu režģa struktūru. Kad epitaksiālais slānis tiek audzēts uz substrāta, to kopumu sauc par epitaksiālo plāksni.
Tradicionālajā silīcija pusvadītāju rūpniecībā, ražojot augstfrekvences un lieljaudas ierīces tieši uz silīcija plāksnēm, radīsies dažas tehniskas grūtības. Piemēram, prasības attiecībā uz augstu pārrāvuma spriegumu, mazo sēriju pretestību un nelielu piesātinājuma sprieguma kritumu kolektora zonā ir grūti sasniegt. Epitaksijas tehnoloģijas ieviešana gudri atrisina šīs problēmas. Risinājums ir uzaudzēt augstas pretestības epitaksiālo slāni uz zemas pretestības silīcija substrāta un pēc tam izgatavot ierīces uz augstas pretestības epitaksiskā slāņa. Tādā veidā augstas pretestības epitaksiskais slānis nodrošina augstu ierīces pārrāvuma spriegumu, savukārt zemas pretestības substrāts samazina substrāta pretestību, tādējādi samazinot piesātinājuma sprieguma kritumu, tādējādi panākot augstu pārrāvuma spriegumu un nelielu līdzsvaru starp pretestību un neliels sprieguma kritums.
Turklāt epitaksijas tehnoloģijas, piemēram, GaAs un citu III-V, II-VI un citu molekulāro savienojumu pusvadītāju materiālu tvaika fāzes epitaksija un šķidrās fāzes epitaksija, ir arī ļoti attīstītas un ir kļuvušas par pamatu lielākajai daļai mikroviļņu ierīču, optoelektronisko ierīču un jaudas. ierīces. Ražošanā neaizstājamas procesa tehnoloģijas, īpaši veiksmīga molekulāro staru un metālorganisko tvaika fāzes epitaksijas tehnoloģiju pielietošana plānos slāņos, superrežģī, kvantu akās, sasprindzinātos superrežģos un atomu līmeņa plānslāņa epitaksijā ir kļuvuši par jaunu pusvadītāju pētījumu jomu. “Enerģijas jostas projekta” attīstība ir ielikusi stabilus pamatus.
Kas attiecas uz trešās paaudzes pusvadītāju ierīcēm, gandrīz visas šādas pusvadītāju ierīces ir izgatavotas uz epitaksiālā slāņa, un pati silīcija karbīda plāksne kalpo tikai kā substrāts. SiC epitaksiālā materiāla biezums, fona nesēja koncentrācija un citi parametri tieši nosaka SiC ierīču dažādās elektriskās īpašības. Silīcija karbīda ierīces augstsprieguma lietojumiem izvirza jaunas prasības tādiem parametriem kā epitaksiālo materiālu biezums un fona nesēja koncentrācija. Tāpēc silīcija karbīda epitaksiālajai tehnoloģijai ir izšķiroša loma silīcija karbīda ierīču veiktspējas pilnīgā izmantošanā. Gandrīz visu SiC barošanas ierīču sagatavošana ir balstīta uz augstas kvalitātes SiC epitaksiālajām plāksnēm. Epitaksiālo slāņu ražošana ir svarīga platjoslas pusvadītāju nozares sastāvdaļa.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 6. maijs