Substrat ve Epitaksi

Gofret hazırlama sürecinde iki temel bağlantı vardır: biri alt tabakanın hazırlanması, diğeri ise epitaksiyel sürecin uygulanmasıdır. Yarı iletken tek kristal malzemeden özenle yapılmış bir levha olan alt tabaka, yarı iletken cihazlar üretmek için bir temel olarak doğrudan levha üretim sürecine yerleştirilebilir veya epitaksiyel işlem yoluyla performansı daha da artırabilir.

Peki nedirepitaksi? Kısaca epitaksi, ince işlenmiş (kesme, taşlama, cilalama vb.) tek kristal substrat üzerinde yeni bir tek kristal katmanının büyütülmesidir. Bu yeni tek kristal ve substrat aynı malzemeden veya farklı malzemelerden yapılabilir, böylece gerektiğinde homojen veya heterojen epitaksi elde edilebilir. Yeni büyüyen tek kristal katman, substratın kristal fazına göre genişleyeceğinden buna epitaksiyel katman adı verilir. Kalınlığı genellikle sadece birkaç mikrondur. Örnek olarak silikon alındığında, silikon epitaksiyel büyüme, substratla aynı kristal oryantasyonuna, kontrol edilebilir direnç ve kalınlığa ve spesifik bir kristal oryantasyonuna sahip bir silikon tek kristal substrat üzerinde mükemmel kafes yapısına sahip bir silikon tek kristal katman tabakasının büyütülmesidir. Epitaksiyel katman substrat üzerinde büyüdüğünde, tamamına epitaksiyel levha adı verilir.

Geleneksel silikon yarı iletken endüstrisi için, yüksek frekanslı ve yüksek güçlü cihazların doğrudan silikon plakalar üzerinde yapılması bazı teknik zorluklarla karşılaşacaktır; örneğin yüksek arıza voltajı, küçük seri direnç ve toplayıcı bölgede küçük doyma voltaj düşüşünün elde edilmesi zordur. Epitaksiyel teknolojinin kullanıma sunulması bu sorunları akıllıca çözmektedir. Çözüm, düşük dirençli bir silikon substrat üzerinde yüksek dirençli bir epitaksiyel katman büyütmek ve ardından yüksek dirençli epitaksiyel katman üzerinde cihazlar yapmaktır. Bu şekilde, yüksek dirençli epitaksiyel katman, cihaz için yüksek bir arıza voltajı sağlarken, düşük dirençli alt tabaka, alt katmanın direncini azaltır, böylece doyma voltajı düşüşünü azaltır, böylece yüksek arıza voltajı ile düşük direnç arasında bir denge elde edilir. ve düşük voltaj düşüşü.

Ek olarak,epitaksiyelIII-V, II-VI'nın buhar fazı epitaksisi ve sıvı fazı epitaksisi ve GaAs gibi diğer moleküler bileşik yarı iletken malzemeler gibi teknolojiler de büyük ölçüde geliştirildi ve çoğu mikrodalga cihazının, optoelektronik cihazın, güç kaynağının üretimi için vazgeçilmez proses teknolojileri haline geldi. cihazlar, vb., özellikle moleküler ışın ve metal organik buhar fazı epitaksinin ince katmanlarda, süper örgülerde, kuantum kuyularında, gergin süper örgülerde ve atomik ince katman epitaksisinde başarılı bir şekilde uygulanması, "bant mühendisliği" nin geliştirilmesi için sağlam bir temel oluşturmuştur. yarı iletken araştırmalarında yeni bir alan.

Üçüncü nesil yarı iletken cihazlara gelince, bu tür yarı iletken cihazların neredeyse tamamı epitaksiyel katman üzerinde yapılmıştır vesilisyum karbür gofretkendisi yalnızca bir alt tabaka olarak kullanılır. SiC'nin kalınlığı ve arka plan taşıyıcı konsantrasyonu gibi parametrelerepitaksiyelmalzemeler SiC cihazlarının çeşitli elektriksel özelliklerini doğrudan belirler. Yüksek gerilim uygulamalarına yönelik silisyum karbür cihazlar, epitaksiyel malzemelerin kalınlığı ve arka plan taşıyıcı konsantrasyonu gibi parametreler için yeni gereksinimler ortaya koymaktadır. Bu nedenle silisyum karbür epitaksiyel teknolojisi, silisyum karbür cihazların performansının tam olarak uygulanmasında belirleyici bir rol oynar. Hemen hemen tüm SiC güç cihazları yüksek kaliteye dayalı olarak hazırlanmıştır.SiC epitaksiyel gofretlerve epitaksiyel katmanların üretimi geniş bant aralıklı yarı iletken endüstrisinin önemli bir parçasıdır.