Chất nền và Epitaxy

Trong quá trình chuẩn bị wafer, có hai liên kết cốt lõi: một là chuẩn bị chất nền và hai là thực hiện quy trình epiticular. Chất nền, một tấm wafer được làm cẩn thận bằng vật liệu tinh thể bán dẫn đơn, có thể được đưa trực tiếp vào quy trình sản xuất tấm wafer làm cơ sở để sản xuất các thiết bị bán dẫn hoặc nâng cao hơn nữa hiệu suất thông qua quy trình epiticular.

Vì vậy, cái gì làepitaxy? Tóm lại, epitaxy là phát triển một lớp đơn tinh thể mới trên một đế đơn tinh thể đã được xử lý tinh xảo (cắt, mài, đánh bóng, v.v.). Tinh thể đơn mới này và chất nền có thể được làm từ cùng một vật liệu hoặc các vật liệu khác nhau, do đó có thể đạt được sự đồng nhất hoặc không đồng nhất khi cần thiết. Bởi vì lớp tinh thể đơn mới phát triển sẽ giãn nở theo pha tinh thể của chất nền nên được gọi là lớp epiticular. Độ dày của nó thường chỉ vài micron. Lấy silicon làm ví dụ, tăng trưởng epiticular silicon là phát triển một lớp lớp tinh thể silicon có cùng hướng tinh thể với chất nền, điện trở suất và độ dày có thể kiểm soát và cấu trúc mạng tinh thể hoàn hảo trên đế đơn tinh thể silicon với hướng tinh thể cụ thể. Khi lớp epiticular phát triển trên bề mặt, toàn bộ được gọi là wafer epiticular.

Đối với ngành công nghiệp bán dẫn silicon truyền thống, việc chế tạo các thiết bị tần số cao và công suất cao trực tiếp trên tấm silicon sẽ gặp một số khó khăn kỹ thuật, chẳng hạn như khó đạt được điện áp đánh thủng cao, điện trở loạt nhỏ và độ sụt điện áp bão hòa nhỏ trong vùng thu. Sự ra đời của công nghệ epiticular đã giải quyết khéo léo những vấn đề này. Giải pháp là phát triển lớp epiticular có điện trở suất cao trên đế silicon có điện trở suất thấp, sau đó chế tạo các thiết bị trên lớp epiticular có điện trở suất cao. Bằng cách này, lớp epiticular có điện trở suất cao cung cấp điện áp đánh thủng cao cho thiết bị, trong khi chất nền có điện trở suất thấp làm giảm điện trở của chất nền, từ đó làm giảm độ sụt điện áp bão hòa, từ đó đạt được sự cân bằng giữa điện áp đánh thủng cao và điện trở thấp. và sụt áp thấp.

Ngoài ra,epitaxycác công nghệ như epitaxy pha hơi và epitaxy pha lỏng của III-V, II-VI và các vật liệu bán dẫn hợp chất phân tử khác như GaAs cũng đã phát triển vượt bậc và trở thành công nghệ xử lý không thể thiếu để sản xuất hầu hết các thiết bị vi sóng, thiết bị quang điện tử, năng lượng. các thiết bị, v.v., đặc biệt là ứng dụng thành công epitaxy pha hơi hữu cơ và chùm phân tử trong các lớp mỏng, siêu mạng, giếng lượng tử, siêu mạng căng thẳng và epit Wax lớp mỏng nguyên tử, đã đặt nền tảng vững chắc cho sự phát triển của "kỹ thuật dải" , một lĩnh vực nghiên cứu chất bán dẫn mới.

Đối với các thiết bị bán dẫn thế hệ thứ ba, các thiết bị bán dẫn này hầu như đều được chế tạo trên lớp epitaxy vàtấm silicon cacbuabản thân nó chỉ được sử dụng làm chất nền. Các thông số như độ dày và nồng độ chất mang nền của SiCepitaxyvật liệu trực tiếp xác định các tính chất điện khác nhau của thiết bị SiC. Các thiết bị cacbua silic dành cho các ứng dụng điện áp cao đưa ra các yêu cầu mới về các thông số như độ dày và nồng độ chất mang nền của vật liệu epiticular. Do đó, công nghệ epiticular silic cacbua đóng vai trò quyết định trong việc phát huy tối đa hiệu suất của các thiết bị cacbua silic. Hầu hết tất cả các thiết bị nguồn SiC đều được chuẩn bị dựa trên chất lượng caoTấm epiticular SiCvà việc sản xuất các lớp epiticular là một phần quan trọng của ngành công nghiệp bán dẫn dải rộng.