Субстрат және эпитаксия

Вафельді дайындау процесінде екі негізгі буын бар: бірі - субстратты дайындау, екіншісі - эпитаксиалды процесті жүзеге асыру. Субстрат, жартылай өткізгішті монокристалды материалдан мұқият жасалған пластинаны жартылай өткізгіш құрылғыларды шығару үшін негіз ретінде тікелей пластинаны өндіру процесіне қоюға немесе эпитаксиалды процесс арқылы өнімділікті одан әрі жақсартуға болады.

Сонымен, бұл неэпитаксия? Қысқаша айтқанда, эпитаксис - бұл жақсы өңделген (кесу, ұнтақтау, жылтырату және т.б.) бір кристалды субстратта монокристалдың жаңа қабатын өсіру. Бұл жаңа монокристалды және субстрат бір материалдан немесе әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін, осылайша қажет болған жағдайда біртекті немесе гетерогенді эпитаксияға қол жеткізуге болады. Жаңадан өскен монокристалды қабат субстраттың кристалдық фазасына сәйкес кеңейетіндіктен, оны эпитаксиалды қабат деп атайды. Оның қалыңдығы әдетте бірнеше микронды құрайды. Мысал ретінде кремнийді алсақ, кремнийдің эпитаксиалды өсуі - бұл субстрат сияқты бірдей кристалдық бағдары бар кремний монокристалды қабатының қабатын, реттелетін кедергісі мен қалыңдығын және нақты кристалдық бағдары бар кремний монокристалды субстратта тамаша тор құрылымын өсіру. Эпитаксиалды қабат субстратта өскенде, тұтас эпитаксиалды пластиналар деп аталады.

Дәстүрлі кремний жартылай өткізгіш өнеркәсібі үшін кремний пластинкаларында жоғары жиілікті және жоғары қуатты құрылғыларды жасау кейбір техникалық қиындықтарға тап болады, мысалы, жоғары бұзылу кернеуі, шағын сериялардың кедергісі және коллектор аймағындағы қанықтыру кернеуінің аз төмендеуіне қол жеткізу қиын. Эпитаксиалды технологияны енгізу бұл мәселелерді ақылды түрде шешеді. Шешім төменгі кедергісі бар кремний субстратында жоғары кедергісі бар эпитаксиалды қабатты өсіру, содан кейін жоғары кедергісі бар эпитаксиалды қабатта құрылғылар жасау. Осылайша, жоғары кедергісі бар эпитаксиалды қабат құрылғы үшін жоғары бұзылу кернеуін қамтамасыз етеді, ал төмен кедергісі бар субстрат субстраттың кедергісін азайтады, осылайша қанықтыру кернеуінің төмендеуін азайтады, осылайша жоғары бұзылу кернеуі мен төмен қарсылық арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізеді. және төмен кернеудің төмендеуі.

Сонымен қатар,эпитаксиалдыIII-V, II-VI және басқа молекулалық қосылыс жартылай өткізгіш материалдардың бу фазалық эпитаксиясы және сұйық фаза эпитаксисі сияқты технологиялар да айтарлықтай дамыды және микротолқынды құрылғылардың, оптоэлектрондық құрылғылардың, қуаттың көпшілігін өндіру үшін таптырмайтын технологиялық технологияларға айналды. құрылғылар және т.б., әсіресе жұқа қабаттарда, суперторларда, кванттық шұңқырларда, деформацияланған суперторларда және атомдық жұқа қабат эпитаксисінде «жолақты инженерия» дамуының берік негізін қалаған молекулалық сәулелік және металл органикалық бу фазасының эпитаксисінің сәтті қолданылуы. , жартылай өткізгіштерді зерттеудің жаңа саласы.

Үшінші буындағы жартылай өткізгіш құрылғыларға келетін болсақ, мұндай жартылай өткізгіш құрылғылардың барлығы дерлік эпитаксиалды қабатта жасалған, алкремний карбиді пластинасыөзі тек субстрат ретінде пайдаланылады. SiC қалыңдығы және фондық тасымалдаушы концентрациясы сияқты параметрлерэпитаксиалдыматериалдар SiC құрылғыларының әртүрлі электрлік қасиеттерін тікелей анықтайды. Жоғары вольтты қолданбаларға арналған кремний карбиді құрылғылары эпитаксиалды материалдардың қалыңдығы мен фондық тасымалдаушы концентрациясы сияқты параметрлерге жаңа талаптар қояды. Сондықтан кремний карбидінің эпитаксиалды технологиясы кремний карбиді құрылғыларының өнімділігін толық көрсетуде шешуші рөл атқарады. Барлық дерлік SiC қуат құрылғылары жоғары сапаға негізделгенSiC эпитаксиалды пластиналар, және эпитаксиалды қабаттарды өндіру кең жолақты жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің маңызды бөлігі болып табылады.