No proceso de preparación de obleas, hai dous enlaces fundamentais: un é a preparación do substrato e outro é a implementación do proceso epitaxial. O substrato, unha oblea elaborada con coidado a partir de material de cristal único semicondutor, pódese poñer directamente no proceso de fabricación de obleas como base para producir dispositivos semicondutores, ou pode mellorarse aínda máis mediante procesos epitaxiais.
Entón, que é a denotación? En definitiva, a epitaxia é o crecemento dunha nova capa de monocristal sobre un substrato monocristal que foi finamente procesado (corte, esmerilado, pulido, etc.). Esta nova capa monocristal e o substrato poden estar feitos do mesmo material ou de materiais diferentes, de xeito que se pode conseguir un crecemento homoxéneo ou heteroepitaxial segundo sexa necesario. Dado que a capa de cristal único recén cultivada expandirase segundo a fase cristalina do substrato, chámase capa epitaxial. O seu grosor é xeralmente só dunhas poucas micras. Tomando o silicio como exemplo, o crecemento epitaxial de silicio consiste en facer crecer unha capa de silicio coa mesma orientación cristalina que o substrato, resistividade controlable e grosor, sobre un substrato de cristal único de silicio cunha orientación cristalina específica. Unha capa de cristal único de silicio cunha estrutura de celosía perfecta. Cando a capa epitaxial crece sobre o substrato, o conxunto chámase oblea epitaxial.
Para a industria tradicional de semicondutores de silicio, a fabricación de dispositivos de alta frecuencia e alta potencia directamente en obleas de silicio atopará algunhas dificultades técnicas. Por exemplo, os requisitos de alta tensión de avaría, resistencia en serie pequena e pequena caída de tensión de saturación na zona do colector son difíciles de acadar. A introdución da tecnoloxía de epitaxia resolve intelixentemente estes problemas. A solución é facer crecer unha capa epitaxial de alta resistividade nun substrato de silicio de baixa resistividade e, a continuación, fabricar dispositivos na capa epitaxial de alta resistividade. Deste xeito, a capa epitaxial de alta resistividade proporciona unha alta tensión de ruptura para o dispositivo, mentres que o substrato de baixa resistividade reduce a resistencia do substrato, reducindo así a caída de tensión de saturación, conseguindo así unha alta tensión de ruptura e un pequeno equilibrio entre resistencia e resistencia. pequena caída de tensión.
Ademais, tecnoloxías de epitaxia como a epitaxia en fase de vapor e a epitaxia en fase líquida de GaAs e outros materiais semicondutores de compostos moleculares III-V, II-VI e outros materiais semicondutores compostos moleculares tamén se desenvolveron moito e convertéronse na base da maioría dos dispositivos de microondas, dispositivos optoelectrónicos e potencia. dispositivos. As tecnoloxías de proceso indispensables para a produción, especialmente a aplicación exitosa da tecnoloxía de epitaxia de feixe molecular e de fase de vapor metal-orgánica en capas finas, superredes, pozos cuánticos, superredes tensas e epitaxia de capa fina a nivel atómico convertéronse nun novo campo de investigación de semicondutores. O desenvolvemento do "Proxecto Cinto Enerxético" sentou unha base sólida.
Polo que respecta aos dispositivos semicondutores de terceira xeración, case todos estes dispositivos semicondutores están feitos na capa epitaxial, e a propia oblea de carburo de silicio só serve como substrato. O grosor do material epitaxial de SiC, a concentración do portador de fondo e outros parámetros determinan directamente as diversas propiedades eléctricas dos dispositivos de SiC. Os dispositivos de carburo de silicio para aplicacións de alta tensión presentan novos requisitos para parámetros como o grosor dos materiais epitaxiais e a concentración de soporte de fondo. Polo tanto, a tecnoloxía epitaxial de carburo de silicio xoga un papel decisivo na utilización plena do rendemento dos dispositivos de carburo de silicio. A preparación de case todos os dispositivos de potencia de SiC baséase en obleas epitaxiais de SiC de alta calidade. A produción de capas epitaxiais é unha parte importante da industria de semicondutores de banda ampla.
Hora de publicación: maio-06-2024