Bij het wafelvoorbereidingsproces zijn er twee kernschakels: de ene is de voorbereiding van het substraat en de andere is de implementatie van het epitaxiale proces. Het substraat, een wafel die zorgvuldig is vervaardigd uit halfgeleider-monokristalmateriaal, kan rechtstreeks in het wafelproductieproces worden gebruikt als basis voor de productie van halfgeleiderapparaten, of kan verder worden verbeterd door middel van epitaxiale processen.
Dus, wat is denotatie? Kort gezegd is epitaxie de groei van een nieuwe laag monokristallen op een monokristalsubstraat dat fijn is bewerkt (snijden, slijpen, polijsten, enz.). Deze nieuwe monokristallijne laag en het substraat kunnen van hetzelfde materiaal of van verschillende materialen zijn gemaakt, zodat naar behoefte homogene of hetero-epitaxiale groei kan worden bereikt. Omdat de nieuw gegroeide monokristallijne laag zal uitzetten afhankelijk van de kristalfase van het substraat, wordt deze een epitaxiale laag genoemd. De dikte ervan bedraagt doorgaans slechts enkele microns. Als we silicium als voorbeeld nemen, bestaat epitaxiale groei van silicium uit het laten groeien van een laag silicium met dezelfde kristaloriëntatie als het substraat, regelbare soortelijke weerstand en dikte, op een enkelkristalsubstraat van silicium met een specifieke kristaloriëntatie. Een silicium monokristallijne laag met perfecte roosterstructuur. Wanneer de epitaxiale laag op het substraat wordt gegroeid, wordt het geheel een epitaxiale wafer genoemd.
Voor de traditionele siliciumhalfgeleiderindustrie zal de productie van hoogfrequente en krachtige apparaten rechtstreeks op siliciumwafels op enkele technische problemen stuiten. De vereisten van hoge doorslagspanning, kleine serieweerstand en kleine verzadigingsspanningsval in het collectorgebied zijn bijvoorbeeld moeilijk te verwezenlijken. De introductie van epitaxietechnologie lost deze problemen op slimme wijze op. De oplossing is om een epitaxiale laag met hoge weerstand te laten groeien op een siliciumsubstraat met lage weerstand, en vervolgens apparaten te fabriceren op de epitaxiale laag met hoge weerstand. Op deze manier zorgt de epitaxiale laag met hoge weerstand voor een hoge doorslagspanning voor het apparaat, terwijl het substraat met lage weerstand de weerstand van het substraat vermindert, waardoor de verzadigingsspanningsval wordt verminderd, waardoor een hoge doorslagspanning wordt bereikt en een kleine balans tussen weerstand en kleine spanningsval.
Bovendien zijn epitaxietechnologieën zoals dampfase-epitaxie en vloeistoffase-epitaxie van GaAs en andere III-V, II-VI en andere halfgeleidermaterialen van moleculaire verbindingen ook sterk ontwikkeld en zijn ze de basis geworden voor de meeste microgolfapparaten, opto-elektronische apparaten en stroomapparatuur. apparaten. Onmisbare procestechnologieën voor productie, vooral de succesvolle toepassing van moleculaire bundel- en metaal-organische dampfase-epitaxietechnologie in dunne lagen, superroosters, kwantumputten, gespannen superroosters en dunnelaag-epitaxie op atomair niveau zijn een nieuw veld van halfgeleideronderzoek geworden. Met de ontwikkeling van het “Energy Belt Project” is een solide basis gelegd.
Wat de halfgeleiderapparaten van de derde generatie betreft: bijna al deze halfgeleiderapparaten zijn gemaakt op de epitaxiale laag, en de siliciumcarbidewafel zelf dient alleen als substraat. De dikte van epitaxiaal SiC-materiaal, de concentratie van de achtergronddrager en andere parameters bepalen rechtstreeks de verschillende elektrische eigenschappen van SiC-apparaten. Siliciumcarbide-apparaten voor hoogspanningstoepassingen stellen nieuwe eisen aan parameters zoals de dikte van epitaxiale materialen en de concentratie van achtergronddragers. Daarom speelt de epitaxiale technologie van siliciumcarbide een beslissende rol bij het volledig benutten van de prestaties van siliciumcarbide-apparaten. De voorbereiding van bijna alle SiC-vermogensapparaten is gebaseerd op hoogwaardige SiC-epitaxiale wafers. De productie van epitaxiale lagen is een belangrijk onderdeel van de halfgeleiderindustrie met grote bandafstand.
Posttijd: 06 mei 2024