У процесі підготовки пластин є дві основні ланки: одна – це підготовка підкладки, а інша – здійснення епітаксійного процесу. Підкладку, пластину, ретельно виготовлену з напівпровідникового монокристалічного матеріалу, можна безпосередньо використовувати в процесі виробництва пластини як основу для виробництва напівпровідникових пристроїв, або її можна додатково вдосконалити за допомогою епітаксійних процесів.
Отже, що таке денотація? Коротше кажучи, епітаксія — це нарощування нового шару монокристала на монокристалічній підкладці, яка була ретельно оброблена (різання, шліфування, полірування тощо). Цей новий монокристалічний шар і підкладка можуть бути виготовлені з одного або різних матеріалів, щоб за потреби можна було досягти однорідного або гетероепітаксіального росту. Оскільки щойно вирощений монокристалічний шар розширюється відповідно до кристалічної фази підкладки, його називають епітаксіальним шаром. Його товщина зазвичай становить лише кілька мікрон. Якщо взяти кремній як приклад, кремнієве епітаксіальне вирощування полягає у вирощуванні шару кремнію з такою ж орієнтацією кристала, що й підкладка, контрольованим питомим опором і товщиною, на монокристалічній підкладці кремнію з певною орієнтацією кристалів. Монокристалічний шар кремнію з ідеальною структурою решітки. Коли епітаксійний шар вирощується на підкладці, ціле називається епітаксійною пластиною.
Для традиційної промисловості кремнієвих напівпровідників виробництво високочастотних і потужних пристроїв безпосередньо на кремнієвих пластинах зіткнеться з деякими технічними труднощами. Наприклад, важко досягти вимог високої напруги пробою, малого послідовного опору та малого падіння напруги насичення в зоні колектора. Впровадження технології епітаксії спритно вирішує ці проблеми. Рішення полягає в тому, щоб виростити епітаксіальний шар з високим опором на кремнієвій підкладці з низьким опором, а потім виготовити пристрої на епітаксіальному шарі з високим опором. Таким чином, високоомний епітаксіальний шар забезпечує високу напругу пробою для пристрою, тоді як підкладка з низьким опором зменшує опір підкладки, тим самим зменшуючи падіння напруги насичення, таким чином досягаючи високої напруги пробою та малого балансу між опором і невелике падіння напруги.
Крім того, технології епітаксії, такі як парофазова епітаксія та рідкофазна епітаксія GaAs та інших III-V, II-VI та інших молекулярних складних напівпровідникових матеріалів, також отримали великий розвиток і стали основою для більшості мікрохвильових пристроїв, оптоелектронних пристроїв і силових приладів. пристроїв. Незамінні технологічні процеси для виробництва, особливо успішне застосування молекулярно-променевої та металоорганічної парофазної епітаксії в тонких шарах, надгратках, квантових ямах, напружених надгратках і тонкошарова епітаксія на атомному рівні стали новою областю досліджень напівпровідників. Розробка проекту «Енергетичний пояс» заклала міцну основу.
Що стосується напівпровідникових приладів третього покоління, то практично всі такі напівпровідникові прилади виготовляються на епітаксіальному шарі, а сама пластина карбіду кремнію служить лише підкладкою. Товщина епітаксійного матеріалу SiC, фонова концентрація носіїв та інші параметри безпосередньо визначають різні електричні властивості пристроїв SiC. Пристрої з карбіду кремнію для високовольтних застосувань висувають нові вимоги до таких параметрів, як товщина епітаксійних матеріалів і фонова концентрація носіїв. Тому епітаксіальна технологія карбіду кремнію відіграє вирішальну роль у повному використанні продуктивності пристроїв з карбіду кремнію. Підготовка майже всіх силових пристроїв SiC базується на високоякісних епітаксіальних пластинах SiC. Виробництво епітаксійних шарів є важливою частиною промисловості широкозонних напівпровідників.
Час публікації: травень-06-2024