Piitaksiaaliset kerrokset ja substraatit puolijohteiden valmistuksessa

Substraatti

Puolijohteiden valmistusprosessissa piin epitaksikerrokset ja -substraatit ovat kaksi keskeistä osatekijää.Substraatti, joka on valmistettu pääasiassa yksikiteisestä piistä, toimii perustana puolijohdesirujen valmistukseen. Se voi tulla suoraan kiekon valmistusvirtaan puolijohdelaitteiden valmistamiseksi tai prosessoida edelleen epitaksiaalisilla tekniikoilla epitaksiaalisen kiekon luomiseksi. Puolijohderakenteiden perustana,substraattivarmistaa rakenteen eheyden ja estää murtumia tai vaurioita. Lisäksi substraateilla on erottuvia sähköisiä, optisia ja mekaanisia ominaisuuksia, jotka ovat kriittisiä puolijohteiden suorituskyvyn kannalta.

Jos integroituja piirejä verrataan pilvenpiirtäjiin, niinsubstraattion epäilemättä vakaa perusta. Tukevan roolinsa varmistamiseksi näiden materiaalien kiderakenteen on oltava erittäin tasalaatuisia, mikä muistuttaa erittäin puhdasta yksikiteistä piitä. Puhtaus ja täydellisyys ovat perustavanlaatuisen perustan luomisessa. Vain tukevalla ja luotettavalla pohjalla ylärakenteet voivat olla vakaita ja virheettömiä. Yksinkertaisesti sanottuna, ilman sopivaasubstraatti, on mahdotonta rakentaa vakaita ja hyvin toimivia puolijohdelaitteita.

Epitaksia

EpitaksiaViittaa prosessiin, jossa kasvatetaan tarkasti uusi yksikidekerros huolellisesti leikatulle ja kiillotetulle yksikidealustalle. Tämä uusi kerros voi olla samaa materiaalia kuin substraatti (homogeeninen epitaksia) tai erilaista (heterogeeninen epitaksi). Koska uusi kidekerros seuraa tiukasti substraatin kidefaasin laajenemista, se tunnetaan epitaksiaalikerroksena, jota tyypillisesti pidetään mikrometrin paksuisena. Esimerkiksi silikonissaepitaksia, kasvu tapahtuu tietyssä kristallografisessa orientaatiossa ayksikiteinen silikonisubstraatti, muodostaen uuden kidekerroksen, jonka suunta on johdonmukainen, mutta jonka sähkövastus ja paksuus vaihtelevat ja jolla on virheetön hilarakenne. Substraattia, joka on kasvanut epitaksiaalisesti, kutsutaan epitaksiaaliseksi kiekoksi, jolloin epitaksiaalinen kerros on ydinarvo, jonka ympäri laitteen valmistus pyörii.

Epitaksiaalisen kiekon arvo piilee sen nerokkaassa materiaaliyhdistelmässä. Esimerkiksi kasvattamalla ohut kerrosGaN epitaksiahalvemmallapiikiekko, on mahdollista saavuttaa kolmannen sukupolven puolijohteiden korkean suorituskyvyn laajakaistaiset ominaisuudet suhteellisen pienemmillä kustannuksilla käyttämällä ensimmäisen sukupolven puolijohdemateriaaleja alustana. Heterogeeniset epitaksiaaliset rakenteet aiheuttavat kuitenkin myös haasteita, kuten ristikon yhteensopimattomuutta, lämpökertoimien epäjohdonmukaisuutta ja huonoa lämmönjohtavuutta, joka muistuttaa rakennustelineiden asentamista muovipohjalle. Eri materiaalit laajenevat ja supistuvat eri tahtiin lämpötilan muuttuessa, eikä piin lämmönjohtavuus ole ihanteellinen.

Homogeeninenepitaksia, joka kasvattaa epitaksiaalisen kerroksen samasta materiaalista kuin substraatti, on merkittävä tuotteen stabiilisuuden ja luotettavuuden parantamiseksi. Vaikka materiaalit ovat samat, epitaksikäsittely parantaa merkittävästi kiekon pinnan puhtautta ja tasaisuutta verrattuna mekaanisesti kiillotettuihin kiekkoihin. Epitaksiaalinen pinta on tasaisempi ja puhtaampi, ja siinä on huomattavasti vähemmän mikrovikoja ja epäpuhtauksia, tasaisempi sähkövastus ja tarkempi pintahiukkasten, kerrosvirheiden ja dislokaatioiden hallinta. Täten,epitaksiaei vain optimoi tuotteen suorituskykyä, vaan myös varmistaa tuotteen vakauden ja luotettavuuden.**

Semicorex tarjoaa korkealaatuisia substraatteja ja epitaksiaalisia kiekkoja. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com