Substrate at Epitaxy

Sa proseso ng paghahanda ng wafer, mayroong dalawang pangunahing link: ang isa ay ang paghahanda ng substrate, at ang isa ay ang pagpapatupad ng proseso ng epitaxial. Ang substrate, isang ostiya na maingat na ginawa ng semiconductor na solong kristal na materyal, ay maaaring direktang ilagay sa proseso ng pagmamanupaktura ng ostiya bilang batayan upang makabuo ng mga aparatong semiconductor, o higit na mapahusay ang pagganap sa pamamagitan ng proseso ng epitaxial.

Kaya, ano angepitaxy? Sa madaling salita, ang epitaxy ay upang palaguin ang isang bagong layer ng solong kristal sa isang kristal na substrate na pinoproseso na (pagputol, paggiling, buli, atbp.). Ang bagong solong kristal at ang substrate ay maaaring gawin ng parehong materyal o iba't ibang mga materyales, upang ang homogenous o heterogenous na epitaxy ay maaaring makamit kung kinakailangan. Dahil ang bagong lumaki na solong kristal na layer ay lalawak ayon sa crystal phase ng substrate, ito ay tinatawag na epitaxial layer. Ang kapal nito sa pangkalahatan ay ilang microns lamang. Ang pagkuha ng silicon bilang isang halimbawa, ang paglago ng silicon epitaxial ay ang pagpapalaki ng isang layer ng silicon na solong kristal na layer na may parehong kristal na oryentasyon gaya ng substrate, nakokontrol na resistivity at kapal, at perpektong istruktura ng sala-sala sa isang silicon na solong kristal na substrate na may partikular na oryentasyong kristal. Kapag ang epitaxial layer ay lumalaki sa substrate, ang kabuuan ay tinatawag na isang epitaxial wafer.

Para sa tradisyunal na industriya ng silicon semiconductor, ang paggawa ng mga high-frequency at high-power na device nang direkta sa mga silicon na wafer ay makakatagpo ng ilang mga teknikal na paghihirap, tulad ng mataas na breakdown voltage, maliit na series resistance at maliit na saturation voltage drop sa collector region ay mahirap makamit. Ang pagpapakilala ng teknolohiyang epitaxial ay matalinong nilulutas ang mga problemang ito. Ang solusyon ay upang palaguin ang isang high-resistivity epitaxial layer sa isang low-resistivity na silicon substrate, at pagkatapos ay gumawa ng mga device sa high-resistivity epitaxial layer. Sa ganitong paraan, ang high-resistivity epitaxial layer ay nagbibigay ng mataas na breakdown voltage para sa device, habang ang low-resistivity substrate ay binabawasan ang resistensya ng substrate, at sa gayon ay binabawasan ang saturation voltage drop, at sa gayon ay nakakamit ang balanse sa pagitan ng mataas na breakdown voltage at mababang resistance at mababang boltahe drop.

Bilang karagdagan,epitaxialang mga teknolohiya tulad ng vapor phase epitaxy at liquid phase epitaxy ng III-V, II-VI at iba pang molecular compound semiconductor na materyales tulad ng GaAs ay lubos ding na-develop at naging kailangang-kailangan na mga teknolohiya sa proseso para sa produksyon ng karamihan sa mga microwave device, optoelectronic device, power mga device, atbp., lalo na ang matagumpay na paggamit ng molecular beam at metal organic vapor phase epitaxy sa manipis na mga layer, superlattices, quantum wells, strained superlattices, at atomic thin layer epitaxy, na naglatag ng matatag na pundasyon para sa pagbuo ng "band engineering" , isang bagong larangan ng semiconductor research.

Tulad ng para sa mga aparatong semiconductor ng ikatlong henerasyon, ang mga naturang aparatong semiconductor ay halos lahat ay ginawa sa epitaxial layer, at angwafer ng silicon carbideang sarili ay ginagamit lamang bilang isang substrate. Mga parameter tulad ng kapal at background carrier concentration ng SiCepitaxialdirektang tinutukoy ng mga materyales ang iba't ibang katangian ng elektrikal ng mga aparatong SiC. Ang mga Silicon carbide device para sa mga high voltage na application ay naglalagay ng mga bagong kinakailangan para sa mga parameter gaya ng kapal at background carrier na konsentrasyon ng mga epitaxial na materyales. Samakatuwid, ang teknolohiyang epitaxial ng silicon carbide ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa ganap na pagpapatupad ng pagganap ng mga aparatong silicon carbide. Halos lahat ng SiC power device ay inihanda batay sa mataas na kalidadSiC epitaxial wafers, at ang produksyon ng mga epitaxial layer ay isang mahalagang bahagi ng malawak na bandgap na industriya ng semiconductor.