No processo de preparação do wafer, existem dois elos principais: um é a preparação do substrato e o outro é a implementação do processo epitaxial. O substrato, um wafer cuidadosamente elaborado a partir de material semicondutor de cristal único, pode ser colocado diretamente no processo de fabricação do wafer como base para produzir dispositivos semicondutores, ou pode ser aprimorado ainda mais por meio de processos epitaxiais.
Então, o que é denotação? Resumindo, epitaxia é o crescimento de uma nova camada de cristal único sobre um substrato de cristal único que foi finamente processado (corte, retificação, polimento, etc.). Esta nova camada de cristal único e o substrato podem ser feitos do mesmo material ou de materiais diferentes, de modo que o crescimento homogêneo ou heteroepitaxial possa ser alcançado conforme necessário. Como a camada de cristal único recém-crescida se expandirá de acordo com a fase cristalina do substrato, ela é chamada de camada epitaxial. Sua espessura geralmente é de apenas alguns mícrons. Tomando o silício como exemplo, o crescimento epitaxial do silício consiste em fazer crescer uma camada de silício com a mesma orientação cristalina do substrato, resistividade e espessura controláveis, sobre um substrato cristalino único de silício com uma orientação cristalina específica. Uma camada de cristal único de silício com estrutura de rede perfeita. Quando a camada epitaxial cresce no substrato, o todo é chamado de wafer epitaxial.
Para a indústria tradicional de semicondutores de silício, a fabricação de dispositivos de alta frequência e alta potência diretamente em wafers de silício encontrará algumas dificuldades técnicas. Por exemplo, os requisitos de alta tensão de ruptura, resistência em série pequena e pequena queda de tensão de saturação na área do coletor são difíceis de alcançar. A introdução da tecnologia epitaxia resolve estes problemas de forma inteligente. A solução é cultivar uma camada epitaxial de alta resistividade em um substrato de silício de baixa resistividade e, em seguida, fabricar dispositivos na camada epitaxial de alta resistividade. Desta forma, a camada epitaxial de alta resistividade fornece uma alta tensão de ruptura para o dispositivo, enquanto o substrato de baixa resistividade reduz a resistência do substrato, reduzindo assim a queda de tensão de saturação, alcançando assim alta tensão de ruptura e pequeno equilíbrio entre resistência e pequena queda de tensão.
Além disso, tecnologias de epitaxia, como epitaxia em fase de vapor e epitaxia em fase líquida de GaAs e outros materiais semicondutores de compostos moleculares III-V, II-VI, também foram bastante desenvolvidas e se tornaram a base para a maioria dos dispositivos de microondas, dispositivos optoeletrônicos e energia. dispositivos. Tecnologias de processo indispensáveis para a produção, especialmente a aplicação bem-sucedida de feixe molecular e tecnologia de epitaxia em fase de vapor metal-orgânico em camadas finas, superredes, poços quânticos, superredes tensas e epitaxia de camada fina em nível atômico tornaram-se um novo campo de pesquisa de semicondutores. O desenvolvimento do “Projeto Cinturão de Energia” estabeleceu uma base sólida.
No que diz respeito aos dispositivos semicondutores de terceira geração, quase todos esses dispositivos semicondutores são feitos na camada epitaxial, e a própria pastilha de carboneto de silício serve apenas como substrato. A espessura do material epitaxial de SiC, a concentração de portadores de fundo e outros parâmetros determinam diretamente as várias propriedades elétricas dos dispositivos de SiC. Dispositivos de carboneto de silício para aplicações de alta tensão apresentam novos requisitos para parâmetros como espessura de materiais epitaxiais e concentração de portadores de fundo. Portanto, a tecnologia epitaxial de carboneto de silício desempenha um papel decisivo na utilização plena do desempenho dos dispositivos de carboneto de silício. A preparação de quase todos os dispositivos de potência SiC é baseada em wafers epitaxiais de SiC de alta qualidade. A produção de camadas epitaxiais é uma parte importante da indústria de semicondutores de banda larga.
Horário da postagem: 06 de maio de 2024