Подлога и епитаксија

У процесу припреме вафла постоје две кључне карике: једна је припрема подлоге, а друга је спровођење епитаксијалног процеса. Подлога, плочица пажљиво направљена од полупроводничког монокристалног материјала, може се директно ставити у процес производње плочице као основа за производњу полупроводничких уређаја или додатно побољшати перформансе кроз епитаксијални процес.

Дакле, шта јеепитаксија? Укратко, епитаксија је узгој новог слоја монокристала на једној кристалној подлози која је фино обрађена (сечење, брушење, полирање, итд.). Овај нови монокристал и супстрат могу бити направљени од истог материјала или различитих материјала, тако да се по потреби може постићи хомогена или хетерогена епитаксија. Пошто ће се новоизрасли монокристални слој проширити у складу са кристалном фазом супстрата, назива се епитаксијални слој. Његова дебљина је углавном само неколико микрона. Узимајући силицијум као пример, епитаксијални раст силицијума је раст слоја монокристалног слоја силицијума са истом оријентацијом кристала као супстрат, контролисаном отпорношћу и дебљином и савршеном структуром решетке на силицијумској монокристалној подлози са специфичном кристалном оријентацијом. Када епитаксијални слој нарасте на подлогу, целина се назива епитаксијална плочица.

За традиционалну силицијумску полупроводничку индустрију, израда високофреквентних уређаја и уређаја велике снаге директно на силицијумским плочицама наићи ће на неке техничке потешкоће, као што су високи напон пробоја, отпор малих серија и мали пад напона засићења у региону колектора је тешко постићи. Увођење епитаксијалне технологије паметно решава ове проблеме. Решење је узгајање епитаксијалног слоја високе отпорности на силицијумској подлози ниске отпорности, а затим прављење уређаја на епитаксијалном слоју високе отпорности. На овај начин, епитаксијални слој високе отпорности обезбеђује висок пробојни напон за уређај, док супстрат ниске отпорности смањује отпор подлоге, чиме се смањује пад напона засићења, чиме се постиже баланс између високог напона пробоја и ниског отпора. и мали пад напона.

Поред тога,епитаксијалнетехнологије као што су епитаксија у парној фази и епитаксија течне фазе ИИИ-В, ИИ-ВИ и других молекуларних једињења полупроводничких материјала као што је ГаАс такође су у великој мери развијене и постале су незаменљиве процесне технологије за производњу већине микроталасних уређаја, оптоелектронских уређаја, електроенергетских уређаја. уређаја, итд., посебно успешну примену епитаксије молекуларног снопа и органске фазе металне паре у танким слојевима, суперрешеткама, квантним бунарима, затегнутим суперрешеткама и атомском танкослојном епитаксијом, што је поставило чврсту основу за развој „банд инжењеринга“ , нова област истраживања полупроводника.

Што се тиче полупроводничких уређаја треће генерације, такви полупроводнички уређаји су скоро сви направљени на епитаксијалном слоју, аплочица од силицијум карбидасама се користи само као супстрат. Параметри као што су дебљина и концентрација носиоца у позадини СиЦепитаксијалнематеријали директно одређују различита електрична својства СиЦ уређаја. Уређаји од силицијум карбида за апликације високог напона постављају нове захтеве за параметре као што су дебљина и концентрација носиоца у позадини епитаксијалних материјала. Стога, епитаксијална технологија силицијум карбида игра одлучујућу улогу у потпуном испољавању перформанси уређаја са силицијум карбидом. Скоро сви уређаји за напајање СиЦ су припремљени на основу високог квалитетаСиЦ епитаксијалне плочице, а производња епитаксијалних слојева је важан део индустрије полупроводника са широким појасом.