В процеса на приготвяне на пластини има две основни връзки: едната е подготовката на субстрата, а другата е изпълнението на епитаксиалния процес. Субстратът, пластина, внимателно изработена от полупроводников монокристален материал, може директно да бъде поставен в процеса на производство на пластини като основа за производство на полупроводникови устройства или може да бъде допълнително подобрен чрез епитаксиални процеси.
И така, какво е денотация? Накратко, епитаксията е растеж на нов слой монокристал върху монокристален субстрат, който е фино обработен (рязане, шлайфане, полиране и т.н.). Този нов монокристален слой и субстратът могат да бъдат направени от един и същ материал или различни материали, така че да може да се постигне хомогенен или хетероепитаксиален растеж според нуждите. Тъй като новоотгледаният монокристален слой ще се разшири според кристалната фаза на субстрата, той се нарича епитаксиален слой. Дебелината му обикновено е само няколко микрона. Вземайки силиций като пример, епитаксиалното израстване на силиций означава отглеждане на слой от силиций със същата кристална ориентация като субстрата, контролируемо съпротивление и дебелина, върху силициев монокристален субстрат със специфична кристална ориентация. Силициев монокристален слой с перфектна решетъчна структура. Когато епитаксиалният слой се отглежда върху субстрата, цялото се нарича епитаксиална пластина.
За традиционната индустрия за силициеви полупроводници, производството на високочестотни и мощни устройства директно върху силициеви пластини ще срещне някои технически трудности. Например, изискванията за високо пробивно напрежение, малко серийно съпротивление и малък спад на напрежението на насищане в областта на колектора са трудни за постигане. Въвеждането на технологията за епитаксия умело решава тези проблеми. Решението е да се отгледа епитаксиален слой с високо съпротивление върху силициева подложка с ниско съпротивление и след това да се изработят устройства върху епитаксиалния слой с високо съпротивление. По този начин епитаксиалният слой с високо съпротивление осигурява високо напрежение на пробив за устройството, докато субстратът с ниско съпротивление намалява съпротивлението на субстрата, като по този начин намалява спада на напрежението на насищане, като по този начин се постига високо напрежение на пробив и малък баланс между съпротивление и малък спад на напрежението.
В допълнение, технологиите за епитаксия като епитаксия в парна фаза и епитаксия в течна фаза на GaAs и други III-V, II-VI и други молекулярни съставни полупроводникови материали също са силно развити и са се превърнали в основа за повечето микровълнови устройства, оптоелектронни устройства и мощност устройства. Незаменимите производствени технологии, особено успешното прилагане на технологията за епитаксия с молекулен лъч и металоорганична парофазова епитаксия в тънки слоеве, суперрешетки, квантови ямки, напрегнати суперрешетки и тънкослойна епитаксия на атомно ниво се превърнаха в нова област на изследване на полупроводниците. Разработването на „Проекта за енергиен пояс“ постави солидна основа.
Що се отнася до полупроводниковите устройства от трето поколение, почти всички такива полупроводникови устройства са направени върху епитаксиалния слой, а самата пластина от силициев карбид служи само като субстрат. Дебелината на SiC епитаксиалния материал, фоновата концентрация на носител и други параметри директно определят различните електрически свойства на SiC устройствата. Устройствата със силициев карбид за приложения с високо напрежение поставят нови изисквания за параметри като дебелината на епитаксиалните материали и фоновата концентрация на носителя. Следователно епитаксиалната технология на силициевия карбид играе решаваща роля за пълното използване на производителността на устройствата със силициев карбид. Подготовката на почти всички SiC захранващи устройства се основава на висококачествени SiC епитаксиални пластини. Производството на епитаксиални слоеве е важна част от широколентовата полупроводникова индустрия.
Време на публикуване: 6 май 2024 г