В процессе подготовки пластин есть два основных звена: одно — подготовка подложки, а другое — реализация эпитаксиального процесса. Подложка, пластина, тщательно изготовленная из полупроводникового монокристаллического материала, может быть непосредственно использована в процессе производства пластин в качестве основы для производства полупроводниковых устройств или может быть дополнительно улучшена посредством эпитаксиальных процессов.
Итак, что такое денотация? Короче говоря, эпитаксия — это рост нового слоя монокристалла на монокристаллической подложке, подвергнутой тонкой обработке (резке, шлифовке, полировке и т. д.). Этот новый монокристаллический слой и подложка могут быть изготовлены из одного и того же материала или из разных материалов, так что при необходимости можно добиться гомогенного или гетероэпитаксиального роста. Поскольку вновь выращенный монокристаллический слой будет расширяться в соответствии с кристаллической фазой подложки, его называют эпитаксиальным слоем. Его толщина обычно составляет всего несколько микрон. Если взять в качестве примера кремний, эпитаксиальный рост кремния заключается в выращивании слоя кремния с той же ориентацией кристаллов, что и подложка, контролируемым удельным сопротивлением и толщиной, на подложке из монокристалла кремния с определенной ориентацией кристаллов. Монокристаллический слой кремния с идеальной структурой решетки. Когда эпитаксиальный слой выращивается на подложке, вся конструкция называется эпитаксиальной пластиной.
Для традиционной кремниево-полупроводниковой промышленности производство высокочастотных и мощных устройств непосредственно на кремниевых пластинах столкнется с некоторыми техническими трудностями. Например, трудно достичь требований высокого напряжения пробоя, малого последовательного сопротивления и небольшого падения напряжения насыщения в области коллектора. Внедрение технологии эпитаксии ловко решает эти проблемы. Решение состоит в том, чтобы вырастить эпитаксиальный слой с высоким удельным сопротивлением на кремниевой подложке с низким сопротивлением, а затем изготовить устройства на эпитаксиальном слое с высоким сопротивлением. Таким образом, эпитаксиальный слой с высоким сопротивлением обеспечивает высокое напряжение пробоя для устройства, в то время как подложка с низким сопротивлением снижает сопротивление подложки, тем самым уменьшая падение напряжения насыщения, тем самым достигая высокого напряжения пробоя и небольшого баланса между сопротивлением и небольшое падение напряжения.
Кроме того, технологии эпитаксии, такие как парофазная эпитаксия и жидкофазная эпитаксия GaAs и других полупроводниковых материалов III-V, II-VI и других молекулярных соединений, также получили большое развитие и стали основой для большинства микроволновых устройств, оптоэлектронных устройств и силовых устройств. устройства. Незаменимые технологические процессы для производства, особенно успешное применение технологии молекулярно-лучевой и металлоорганической газофазной эпитаксии в тонких слоях, сверхрешетках, квантовых ямах, напряженных сверхрешетках и тонкослойной эпитаксии на атомном уровне, стали новой областью исследований полупроводников. Развитие проекта «Энергетический пояс» заложило прочную основу.
Что касается полупроводниковых приборов третьего поколения, то практически все такие полупроводниковые приборы изготавливаются на эпитаксиальном слое, а сама пластина карбида кремния служит лишь подложкой. Толщина эпитаксиального материала SiC, концентрация фоновых носителей и другие параметры напрямую определяют различные электрические свойства устройств SiC. Карбидокремниевые устройства для высоковольтных приложений предъявляют новые требования к таким параметрам, как толщина эпитаксиальных материалов и концентрация фоновых носителей. Таким образом, эпитаксиальная технология карбида кремния играет решающую роль в полном использовании характеристик устройств из карбида кремния. Изготовление почти всех силовых устройств SiC основано на высококачественных эпитаксиальных пластинах SiC. Производство эпитаксиальных слоев является важной частью широкозонной полупроводниковой промышленности.
Время публикации: 6 мая 2024 г.