I waferforberedelsesprocessen er der to kerneled: det ene er forberedelsen af substratet, og det andet er implementeringen af den epitaksiale proces. Substratet, en wafer omhyggeligt fremstillet af halvleder-enkeltkrystalmateriale, kan sættes direkte ind i wafer-fremstillingsprocessen som grundlag for at producere halvlederenheder, eller det kan forbedres yderligere gennem epitaksiale processer.
Så hvad er denotation? Kort sagt er epitaksi væksten af et nyt lag af enkeltkrystal på et enkelt krystalsubstrat, der er blevet fint behandlet (skæring, slibning, polering osv.). Dette nye enkeltkrystallag og substratet kan være lavet af det samme materiale eller forskellige materialer, således at homogen eller heteroepitaxial vækst kan opnås efter behov. Fordi det nyudvoksede enkeltkrystallag vil udvide sig i overensstemmelse med substratets krystalfase, kaldes det et epitaksielt lag. Dens tykkelse er generelt kun nogle få mikron. Tager man silicium som et eksempel, er siliciumepitaksial vækst at dyrke et lag af silicium med samme krystalorientering som substratet, kontrollerbar resistivitet og tykkelse på et siliciumenkeltkrystalsubstrat med en specifik krystalorientering. Et silicium enkeltkrystallag med perfekt gitterstruktur. Når det epitaksiale lag dyrkes på substratet, kaldes det hele for en epitaksial wafer.
For den traditionelle siliciumhalvlederindustri vil fremstilling af højfrekvente og højeffektenheder direkte på siliciumwafers støde på nogle tekniske vanskeligheder. For eksempel er kravene til høj gennembrudsspænding, lille seriemodstand og lille mætningsspændingsfald i kollektorområdet vanskelige at opnå. Introduktionen af epitaksi-teknologi løser disse problemer smart. Løsningen er at dyrke et epitaksialt lag med høj resistivitet på et siliciumsubstrat med lav resistivitet og derefter fremstille enheder på det epitaksiale lag med høj resistivitet. På denne måde giver det højresistive epitaksiale lag en høj gennembrudsspænding til enheden, mens lavresistivitetssubstratet reducerer substratets modstand, hvorved mætningsspændingsfaldet reduceres, hvorved der opnås høj gennembrudsspænding og lille Balance mellem modstand og lille spændingsfald.
Derudover er epitaksiteknologier såsom dampfaseepitaksi og væskefaseepitaksi af GaAs og andre III-V, II-VI og andre molekylære sammensatte halvledermaterialer også blevet stærkt udviklet og er blevet grundlaget for de fleste mikrobølgeenheder, optoelektroniske enheder og strøm. enheder. Uundværlige procesteknologier til produktion, især den vellykkede anvendelse af molekylær stråle og metal-organisk dampfase-epitaksiteknologi i tynde lag, supergitter, kvantebrønde, anstrengte supergitter og tyndtlagsepitaxi på atomniveau er blevet et nyt felt inden for halvlederforskning. Udviklingen af "Energy Belt Project" har lagt et solidt fundament.
Hvad angår tredjegenerations halvlederanordninger, er næsten alle sådanne halvlederanordninger lavet på det epitaksiale lag, og selve siliciumcarbidwaferen tjener kun som substrat. Tykkelsen af SiC epitaksialt materiale, baggrundsbærerkoncentration og andre parametre bestemmer direkte de forskellige elektriske egenskaber af SiC-enheder. Siliciumcarbidenheder til højspændingsapplikationer stiller nye krav til parametre såsom tykkelsen af epitaksiale materialer og baggrundsbærerkoncentration. Derfor spiller siliciumcarbid epitaksial teknologi en afgørende rolle for fuldt ud at udnytte ydeevnen af siliciumcarbid enheder. Forberedelsen af næsten alle SiC-effektenheder er baseret på højkvalitets SiC-epitaksiale wafere. Produktionen af epitaksiale lag er en vigtig del af halvlederindustrien med brede båndgab.
Indlægstid: maj-06-2024