بستر و اپیتاکسی

در فرآیند تهیه ویفر، دو پیوند اصلی وجود دارد: یکی آماده سازی بستر، و دیگری اجرای فرآیند همپایی. بستر، ویفری که با دقت از مواد تک کریستال نیمه هادی ساخته شده است، می تواند مستقیماً در فرآیند تولید ویفر به عنوان پایه ای برای تولید دستگاه های نیمه هادی قرار داده شود، یا عملکرد را از طریق فرآیند همپایی افزایش دهد.

بنابراین، چه چیزی استاپیتاکسی? به طور خلاصه، اپیتاکسی رشد یک لایه جدید از تک کریستال روی یک بستر تک کریستالی است که به خوبی پردازش شده است (برش، آسیاب، پرداخت و غیره). این تک کریستال جدید و زیرلایه را می توان از یک ماده یا مواد مختلف ساخته شد، به طوری که در صورت نیاز می توان اپیتاکسی همگن یا ناهمگن را به دست آورد. از آنجایی که لایه تک کریستالی تازه رشد کرده مطابق با فاز کریستالی زیرلایه منبسط می شود، به آن لایه اپیتاکسیال می گویند. ضخامت آن به طور کلی فقط چند میکرون است. با در نظر گرفتن سیلیکون به عنوان مثال، رشد اپیتاکسیال سیلیکون به این صورت است که لایه‌ای از لایه تک کریستالی سیلیکونی با جهت‌گیری کریستالی مشابه زیرلایه، مقاومت و ضخامت قابل کنترل و ساختار شبکه کامل روی یک بستر تک‌کریستالی سیلیکونی با جهت‌گیری کریستالی خاص رشد می‌کند. وقتی لایه اپیتاکسیال روی بستر رشد می کند، کل آن ویفر همپایی نامیده می شود.

برای صنعت نیمه هادی سیلیکونی سنتی، ساخت دستگاه های با فرکانس بالا و توان بالا به طور مستقیم بر روی ویفرهای سیلیکونی با مشکلات فنی مواجه می شود، مانند ولتاژ شکست بالا، مقاومت سری های کوچک و افت ولتاژ اشباع کوچک در ناحیه کلکتور به سختی به دست می آید. معرفی تکنولوژی اپیتاکسیال به صورت هوشمندانه ای این مشکلات را حل می کند. راه حل این است که یک لایه اپیتاکسیال با مقاومت بالا را روی یک بستر سیلیکونی با مقاومت کم رشد دهید و سپس دستگاه هایی را روی لایه همپایی با مقاومت بالا بسازید. به این ترتیب لایه اپیتاکسیال با مقاومت بالا ولتاژ شکست بالایی را برای دستگاه فراهم می کند، در حالی که بستر با مقاومت کم مقاومت زیرلایه را کاهش می دهد و در نتیجه افت ولتاژ اشباع را کاهش می دهد و در نتیجه تعادلی بین ولتاژ شکست بالا و مقاومت کم حاصل می شود. و افت ولتاژ پایین

علاوه بر این،اپیتاکسیالفن آوری هایی مانند اپیتاکسی فاز بخار و اپیتاکسی فاز مایع III-V، II-VI و سایر مواد نیمه هادی ترکیبی مولکولی مانند GaAs نیز بسیار توسعه یافته اند و به فناوری های فرآیندی ضروری برای تولید اکثر دستگاه های مایکروویو، دستگاه های الکترونیک نوری، قدرت تبدیل شده اند. دستگاه ها و غیره، به ویژه کاربرد موفقیت آمیز پرتوهای مولکولی و اپیتاکسی فاز بخار آلی فلزی در لایه های نازک، ابرشبکه ها، چاه های کوانتومی، سوپرشبکه های کرنش شده و اپیتاکسی لایه نازک اتمی، که پایه ای محکم برای توسعه "مهندسی باند" گذاشته است. ، زمینه جدیدی از تحقیقات نیمه هادی ها.

در مورد دستگاه های نیمه هادی نسل سوم، چنین دستگاه های نیمه هادی تقریباً همه بر روی لایه اپیتاکسیال ساخته می شوند.ویفر کاربید سیلیکونخود فقط به عنوان بستر استفاده می شود. پارامترهایی مانند ضخامت و غلظت حامل پس زمینه SiCاپیتاکسیالمواد به طور مستقیم خواص الکتریکی مختلف دستگاه های SiC را تعیین می کنند. دستگاه‌های کاربید سیلیکون برای کاربردهای ولتاژ بالا الزامات جدیدی را برای پارامترهایی مانند ضخامت و غلظت حامل پس‌زمینه مواد همپایی مطرح می‌کنند. بنابراین، فناوری اپیتاکسیال کاربید سیلیکون نقش تعیین کننده ای در اعمال کامل عملکرد دستگاه های کاربید سیلیکون ایفا می کند. تقریباً تمام دستگاه های قدرت SiC بر اساس کیفیت بالا تهیه می شوندویفرهای اپیتاکسیال SiCو تولید لایه های همپایی بخش مهمی از صنعت نیمه هادی باندگپ گسترده است.