Silicium epitaxiale lagen en substraten in de productie van halfgeleiders

Substraat

In het productieproces van halfgeleiders zijn epitaxiale lagen en substraten van silicium twee fundamentele componenten die een cruciale rol spelen.Het substraat, voornamelijk gemaakt van monokristallijn silicium, dient als basis voor de productie van halfgeleiderchips. Het kan rechtstreeks in de waferfabricagestroom terechtkomen om halfgeleiderapparaten te produceren of verder worden verwerkt via epitaxiale technieken om een ​​epitaxiale wafer te creëren. Als de fundamentele “basis” van halfgeleiderstructuren,het substraatzorgt voor de structurele integriteit en voorkomt breuken of schade. Bovendien bezitten substraten onderscheidende elektrische, optische en mechanische eigenschappen die cruciaal zijn voor de prestaties van halfgeleiders.

Als geïntegreerde schakelingen worden vergeleken met wolkenkrabbers, danhet substraatis ongetwijfeld de stabiele basis. Om hun ondersteunende rol te garanderen, moeten deze materialen een hoge mate van uniformiteit in hun kristalstructuur vertonen, vergelijkbaar met hoogzuiver monokristallijn silicium. De zuiverheid en perfectie zijn van fundamenteel belang voor het leggen van een robuust fundament. Alleen met een solide en betrouwbare basis kunnen de bovenconstructies stabiel en foutloos zijn. Simpel gezegd, zonder geschiktsubstraatis het onmogelijk om stabiele en goed presterende halfgeleiderapparaten te construeren.

Epitaxie

Epitaxieverwijst naar het proces van het nauwkeurig laten groeien van een nieuwe monokristallijne laag op een zorgvuldig gesneden en gepolijst monokristallijn substraat. Deze nieuwe laag kan van hetzelfde materiaal zijn als het substraat (homogene epitaxie) of van een ander materiaal (heterogene epitaxie). Omdat de nieuwe kristallaag strikt de uitbreiding van de kristalfase van het substraat volgt, staat deze bekend als een epitaxiale laag, die doorgaans op micrometerniveau wordt gehouden. Bijvoorbeeld in siliciumepitaxie, vindt groei plaats op een specifieke kristallografische oriëntatie van asilicium monokristallijn substraat, waardoor een nieuwe kristallaag wordt gevormd die consistent is qua oriëntatie, maar varieert in elektrische weerstand en dikte, en een onberispelijke roosterstructuur bezit. Het substraat dat epitaxiale groei heeft ondergaan, wordt een epitaxiale wafel genoemd, waarbij de epitaxiale laag de kernwaarde is waar de fabricage van apparaten om draait.

De waarde van een epitaxiale wafer ligt in de ingenieuze combinatie van materialen. Bijvoorbeeld door er een dun laagje van te laten groeienGaN-epitaxieop een goedkoperesilicium wafeltjeis het mogelijk om de hoogwaardige eigenschappen met een brede bandafstand van halfgeleiders van de derde generatie te bereiken tegen relatief lagere kosten door gebruik te maken van halfgeleidermaterialen van de eerste generatie als substraat. Heterogene epitaxiale structuren brengen echter ook uitdagingen met zich mee, zoals een mismatch in het rooster, inconsistentie in thermische coëfficiënten en een slechte thermische geleidbaarheid, vergelijkbaar met het opzetten van steigers op een plastic basis. Verschillende materialen zetten en krimpen met verschillende snelheden uit als de temperatuur verandert, en de thermische geleidbaarheid van silicium is niet ideaal.

Homogeenepitaxie, waarbij een epitaxiale laag ontstaat van hetzelfde materiaal als het substraat, is belangrijk voor het verbeteren van de stabiliteit en betrouwbaarheid van het product. Hoewel de materialen hetzelfde zijn, verbetert epitaxiale verwerking de zuiverheid en uniformiteit van het wafeloppervlak aanzienlijk in vergelijking met mechanisch gepolijste wafels. Het epitaxiale oppervlak is gladder en schoner, met aanzienlijk minder microdefecten en onzuiverheden, een uniformere elektrische weerstand en een nauwkeurigere controle over oppervlaktedeeltjes, laagfouten en dislocaties. Dus,epitaxieoptimaliseert niet alleen de productprestaties, maar zorgt ook voor productstabiliteit en betrouwbaarheid.**

Semicorex biedt hoogwaardige substraten en epitaxiale wafers. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com