Субстрат и епитаксия

В процеса на подготовка на пластини има две основни връзки: едната е подготовката на субстрата, а другата е изпълнението на епитаксиалния процес. Субстратът, пластина, внимателно изработена от полупроводников монокристален материал, може да бъде директно поставена в процеса на производство на пластини като основа за производство на полупроводникови устройства или допълнително да подобри производителността чрез епитаксиален процес.

И така, какво еепитаксия? Накратко, епитаксията е да се отгледа нов слой монокристал върху монокристален субстрат, който е фино обработен (рязане, шлайфане, полиране и т.н.). Този нов монокристал и субстратът могат да бъдат направени от един и същ материал или различни материали, така че да може да се постигне хомогенна или хетерогенна епитаксия, ако е необходимо. Тъй като новоотгледаният монокристален слой ще се разшири според кристалната фаза на субстрата, той се нарича епитаксиален слой. Дебелината му обикновено е само няколко микрона. Вземайки силиций като пример, силициевият епитаксиален растеж е да се отгледа слой от силициев монокристален слой със същата кристална ориентация като субстрата, контролируемо съпротивление и дебелина и перфектна решетъчна структура върху силициев монокристален субстрат със специфична кристална ориентация. Когато епитаксиалният слой расте върху субстрата, цялото се нарича епитаксиална пластина.

За традиционната индустрия за силициеви полупроводници, производството на високочестотни и високомощни устройства директно върху силициеви пластини ще срещне някои технически трудности, като високото пробивно напрежение, малкото серийно съпротивление и малкият спад на напрежението при насищане в областта на колектора са трудни за постигане. Въвеждането на епитаксиална технология умело решава тези проблеми. Решението е да се отгледа епитаксиален слой с високо съпротивление върху силициева подложка с ниско съпротивление и след това да се направят устройства върху епитаксиалния слой с високо съпротивление. По този начин епитаксиалният слой с високо съпротивление осигурява високо напрежение на пробив за устройството, докато субстратът с ниско съпротивление намалява съпротивлението на субстрата, като по този начин намалява спада на напрежението на насищане, като по този начин се постига баланс между високо напрежение на пробив и ниско съпротивление и ниско напрежение.

Освен товаепитаксиалентехнологии като епитаксия в парна фаза и епитаксия в течна фаза на III-V, II-VI и други молекулярни съставни полупроводникови материали като GaAs също са силно развити и са се превърнали в незаменими технологични технологии за производството на повечето микровълнови устройства, оптоелектронни устройства, мощност устройства и т.н., особено успешното прилагане на епитаксия с молекулен лъч и металоорганична парофазова фаза в тънки слоеве, суперрешетки, квантови ямки, напрегнати суперрешетки и атомна тънкослойна епитаксия, което постави солидна основа за развитието на "лентовото инженерство" , нова област на изследване на полупроводниците.

Що се отнася до полупроводниковите устройства от трето поколение, почти всички такива полупроводникови устройства са направени върху епитаксиалния слой, апластина от силициев карбидсе използва само като субстрат. Параметри като дебелината и фоновата концентрация на носител на SiCепитаксиаленматериалите директно определят различните електрически свойства на SiC устройствата. Устройствата със силициев карбид за приложения с високо напрежение поставят нови изисквания за параметри като дебелината и фоновата концентрация на носителя на епитаксиалните материали. Следователно епитаксиалната технология на силициевия карбид играе решаваща роля за пълното упражняване на производителността на устройствата със силициев карбид. Почти всички захранващи устройства от SiC са подготвени на базата на високо качествоSiC епитаксиални пластини, а производството на епитаксиални слоеве е важна част от полупроводниковата индустрия с широка забранена лента.