Mitä eroa on epitaksiaalisilla ja diffuusoiduilla kiekoilla?

Sekä epitaksiaaliset että diffuusoidut kiekot ovat puolijohteiden valmistuksessa olennaisia ​​materiaaleja, mutta ne eroavat toisistaan ​​merkittävästi valmistusprosesseissaan ja kohdesovelluksissaan. Tässä artikkelissa käsitellään näiden kiekkotyyppien keskeisiä eroja.

1. Valmistusprosessi:

Epitaksiaaliset kiekotvalmistetaan kasvattamalla yksi tai useampi kerros puolijohdemateriaalia yksikiteiselle piisubstraatille. Tässä kasvatusprosessissa käytetään tyypillisesti kemiallista höyrysaostusta (CVD) tai molekyylisuihkuepitaksitekniikkaa (MBE). Epitaksiaalinen kerros voidaan räätälöidä tietyillä seostustyypeillä ja pitoisuuksilla haluttujen sähköisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.

Diffundoidut kiekot sitä vastoin valmistetaan tuomalla lisäaineatomeja piisubstraattiin diffuusioprosessin kautta. Tämä prosessi tapahtuu tyypillisesti korkeissa lämpötiloissa, jolloin seostusaineet voivat diffundoitua piihilaan. Seostusaineen pitoisuutta ja syvyysprofiilia hajakiekoissa ohjataan säätämällä diffuusioaikaa ja lämpötilaa.

2. Sovellukset:

Epitaksiaaliset kiekotkäytetään ensisijaisesti korkean suorituskyvyn puolijohdelaiteissa, kuten suurtaajuisissa transistoreissa, optoelektronisissa laitteissa ja integroiduissa piireissä. Theepitaksiaalinen kerrostarjoaa erinomaiset sähköiset ominaisuudet, kuten suuremman kantoaallon liikkuvuuden ja alhaisemman vikojen tiheyden, mikä on ratkaisevan tärkeää näille sovelluksille.

Hajotettuja kiekkoja käytetään pääasiassa pienitehoisissa, kustannustehokkaissa puolijohdelaiteissa, kuten pienjännite-MOSFET:issä ja integroiduissa CMOS-piireissä. Yksinkertaisempi ja halvempi diffuusion valmistusprosessi tekee siitä sopivan näihin sovelluksiin.

3. Suorituskykyerot:

Epitaksiaaliset kiekotniillä on yleensä ylivoimaisia ​​sähköisiä ominaisuuksia verrattuna hajakiekkoihin, mukaan lukien suurempi kantoaallon liikkuvuus, pienempi virhetiheys ja parannettu lämpöstabiilisuus. Nämä edut tekevät niistä ihanteellisia korkean suorituskyvyn sovelluksiin.

Vaikka hajalevyillä voi olla hieman huonommat sähköiset ominaisuudet verrattuna epitaksiaalisiin vastineisiin, niiden suorituskyky riittää moniin sovelluksiin. Lisäksi niiden alhaisemmat valmistuskustannukset tekevät niistä kilpailukykyisen valinnan pienitehoisiin ja kustannusherkkään sovelluksiin.

4. Valmistuskustannukset:

Valmistusepitaksiaaliset kiekoton suhteellisen monimutkainen ja vaatii kehittyneitä laitteita ja kehittynyttä teknologiaa. Näin ollenepitaksiaaliset kiekotovat luonnostaan ​​kalliimpia tuottaa.

Diffusoidut kiekot sitä vastoin sisältävät yksinkertaisemman valmistusprosessin, jossa hyödynnetään helposti saatavilla olevia laitteita ja tekniikoita, mikä johtaa alhaisempiin valmistuskustannuksiin.

5. Ympäristövaikutukset:

Valmistusprosessiepitaksiaaliset kiekotvoi mahdollisesti tuottaa enemmän jätettä ja saasteita vaarallisten kemikaalien käytön ja korkean lämpötilan käsittelyn vuoksi.

Hajakiekkojen valmistukseen verrattuna ympäristövaikutus on pienempi, koska se voidaan saavuttaa käyttämällä alhaisempia lämpötiloja ja vähemmän kemikaaleja.

Johtopäätös:

Epitaksiaalinenja hajakiekoilla on erilliset ominaisuudet valmistusprosessin, sovellusalueiden, suorituskyvyn, kustannusten ja ympäristövaikutusten suhteen. Valinta näiden kahden kiekkotyypin välillä riippuu suuresti sovelluksen erityisvaatimuksista ja budjettirajoitteista.