زیرلایه در مقابل اپیتاکسی: نقش های کلیدی در ساخت نیمه هادی

I. بستر نیمه هادی

یک نیمه هادیلایهشالوده دستگاه های نیمه هادی را تشکیل می دهد و ساختار بلوری پایداری را ایجاد می کند که بر روی آن لایه های مواد لازم می توانند رشد کنند.بسترهابسته به نیازهای کاربرد می تواند تک کریستالی، چند بلوری یا حتی آمورف باشد. انتخاب ازلایهبرای عملکرد دستگاه های نیمه هادی بسیار مهم است.

(1) انواع بسترها

بسته به نوع ماده، بسترهای نیمه هادی رایج شامل بسترهای سیلیکونی، یاقوت کبود و بر پایه کوارتز هستند.بسترهای مبتنی بر سیلیکونبه دلیل مقرون به صرفه بودن و خواص مکانیکی عالی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.بسترهای سیلیکونی تک کریستالیکه به دلیل کیفیت کریستالی بالا و دوپینگ یکنواخت شناخته شده است، به طور گسترده در مدارهای مجتمع و سلول های خورشیدی استفاده می شود. زیرلایه های یاقوت کبود که به دلیل خواص فیزیکی برتر و شفافیت بالا مورد قدردانی قرار می گیرند، در ساخت LED ها و سایر دستگاه های اپتوالکترونیک استفاده می شوند. بسترهای کوارتز که به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی ارزش دارند، در دستگاه های پیشرفته کاربرد دارند.

(2)توابع زیرلایه ها

بسترهادر ادوات نیمه هادی در درجه اول دو وظیفه را انجام می دهند: پشتیبانی مکانیکی و هدایت حرارتی. به عنوان تکیه گاه های مکانیکی، بسترها ثبات فیزیکی را فراهم می کنند و شکل و یکپارچگی ابعادی دستگاه ها را حفظ می کنند. علاوه بر این، بسترها اتلاف گرمای تولید شده در حین کارکرد دستگاه را تسهیل می کنند، که برای مدیریت حرارتی بسیار مهم است.

II. اپیتاکسی نیمه هادی

اپیتاکسیشامل رسوب یک لایه نازک با ساختار شبکه ای مشابه با بستر با استفاده از روش هایی مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) یا اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) است. این لایه نازک به طور کلی دارای کیفیت و خلوص کریستالی بالاتر است و عملکرد و قابلیت اطمینان را افزایش می دهد.ویفرهای اپیتاکسیالدر ساخت دستگاه های الکترونیکی

(1)انواع و کاربردهای اپیتاکسی

نیمه هادیاپیتاکسیفن آوری ها از جمله اپیتاکسی سیلیکون و سیلیکون ژرمانیوم (SiGe) به طور گسترده در تولید مدارهای مجتمع مدرن استفاده می شود. به عنوان مثال، رشد یک لایه سیلیکون ذاتی با خلوص بالاتر روی یکویفر سیلیکونیمی تواند کیفیت ویفر را بهبود بخشد. ناحیه پایه ترانزیستورهای دوقطبی Heterojunction (HBT) با استفاده از اپیتاکسی SiGe می تواند بازده انتشار و افزایش جریان را افزایش دهد و در نتیجه فرکانس قطع دستگاه را افزایش دهد. مناطق منبع / تخلیه CMOS با استفاده از اپیتاکسی انتخابی Si/SiGe می توانند مقاومت سری را کاهش دهند و جریان اشباع را افزایش دهند. اپیتاکسی سیلیکونی صاف می‌تواند تنش کششی را برای تقویت تحرک الکترون ایجاد کند، بنابراین سرعت پاسخ دستگاه را بهبود می‌بخشد.

(2)مزایای اپیتاکسی

مزیت اصلی ازاپیتاکسیدر کنترل دقیق فرآیند رسوب گذاری نهفته است که امکان تنظیم ضخامت و ترکیب لایه نازک را برای دستیابی به خواص مواد مورد نظر فراهم می کند.ویفر اپیتاکسیالکیفیت و خلوص کریستالی برتر را نشان می دهد و عملکرد، قابلیت اطمینان و طول عمر دستگاه های نیمه هادی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

III. تفاوت بین بستر و اپیتاکسی

(1)ساختار مواد

بسترها می توانند ساختارهای تک کریستالی یا چند کریستالی داشته باشند، در حالی کهاپیتاکسیشامل قرار دادن یک لایه نازک با ساختار شبکه ای مشابه استلایه. این منجر بهویفرهای اپیتاکسیالبا ساختارهای تک کریستالی، عملکرد و قابلیت اطمینان بهتری را در ساخت دستگاه های الکترونیکی ارائه می دهد.

(2)روش های آماده سازی

آماده سازی ازبسترهابه طور معمول شامل روش های فیزیکی یا شیمیایی مانند انجماد، رشد محلول یا ذوب می شود. متقابلا،اپیتاکسیدر درجه اول به تکنیک هایی مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) یا اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) برای رسوب فیلم های مواد بر روی بسترها متکی است.

(3)حوزه های کاربرد

بسترهاعمدتا به عنوان ماده پایه برای ترانزیستورها، مدارهای مجتمع و سایر دستگاه های نیمه هادی استفاده می شود.ویفر اپیتاکسیالبا این حال، معمولاً در ساخت دستگاه های نیمه هادی با کارایی بالا و بسیار یکپارچه، مانند الکترونیک نوری، لیزر، و آشکارسازهای نوری، در میان سایر زمینه های فناوری پیشرفته، استفاده می شود.

(4)تفاوت های عملکردی

عملکرد بسترها به ساختار و خواص مواد آنها بستگی دارد. برای مثال،بسترهای تک کریستالیکیفیت و قوام کریستالی بالایی را نشان می دهند.ویفر اپیتاکسیالاز سوی دیگر، کیفیت و خلوص کریستالی بالاتری دارند که منجر به عملکرد و قابلیت اطمینان برتر در فرآیند تولید نیمه هادی می شود.

IV. نتیجه

به طور خلاصه، نیمه هادیبسترهاواپیتاکسیاز نظر ساختار مواد، روش های آماده سازی، و زمینه های کاربردی به طور قابل توجهی متفاوت است. بسترها به عنوان ماده پایه برای دستگاه های نیمه هادی عمل می کنند و پشتیبانی مکانیکی و هدایت حرارتی را فراهم می کنند.اپیتاکسیشامل قرار دادن لایه های نازک کریستالی با کیفیت بالا بر روی آنها استبسترهابرای افزایش عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه های نیمه هادی. درک این تفاوت ها برای درک عمیق تر فناوری نیمه هادی و میکروالکترونیک بسیار مهم است.**

Semicorex اجزای باکیفیت را برای زیرلایه‌ها و ویفرهای اپیتاکسیال ارائه می‌دهد. اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com