De cruciale rol van epitaxiale lagen in halfgeleiderapparaten

1. De oorzaak van zijn verschijning

Op het gebied van de productie van halfgeleiderapparaten heeft de zoektocht naar materialen die aan de veranderende eisen kunnen voldoen voortdurend voor uitdagingen gezorgd. Tegen het einde van 1959 vond de ontwikkeling van dunne lagen plaatsmonokristallijnmateriaalgroeitechnieken, bekend alseetaxiaalie, kwam naar voren als een cruciale oplossing. Maar hoe heeft epitaxiale technologie precies bijgedragen aan de vooruitgang van het materiaal, vooral op het gebied van silicium? Aanvankelijk stuitte de fabricage van hoogfrequente siliciumtransistors met hoog vermogen op aanzienlijke hindernissen. Vanuit het perspectief van de transistorprincipes vereiste het bereiken van hoge frequentie en hoog vermogen een hoge doorslagspanning in het collectorgebied en een minimale serieweerstand, wat zich vertaalde in een verminderde verzadigingsspanningsval.

Deze vereisten brachten een paradox met zich mee: de behoefte aan materialen met een hoge weerstand in het collectorgebied om de doorslagspanning te verhogen, versus de behoefte aan materialen met een lage weerstand om de serieweerstand te verlagen. Het verminderen van de dikte van het materiaal van het collectorgebied om de serieweerstand te verminderen, riskeerde het veroorzaken van desilicium wafeltjete kwetsbaar voor verwerking. Omgekeerd was het verlagen van de soortelijke weerstand van het materiaal in tegenspraak met de eerste vereiste. De komst vaneetasltechnologie heeft dit dilemma met succes doorstaan.

2. De oplossing

De oplossing bestond uit het laten groeien van een epitaxiale laag met hoge weerstand op een laag met lage weerstandsubstraat. Apparaatfabricage op deeetaxiaaliaale laagzorgde voor een hoge doorslagspanning dankzij de hoge weerstand, terwijl het substraat met lage weerstand de basisweerstand verminderde, waardoor de verzadigingsspanningsval werd verminderd. Deze aanpak verzoende de inherente tegenstellingen. Verder,eetaxiaaliaaltechnologieën, waaronder dampfase en vloeistoffaseeetaxiaalievoor materialen zoals GaAs en andere moleculaire halfgeleiders uit de III-V- en II-VI-groep zijn aanzienlijk vooruitgegaan. Deze technologieën zijn onmisbaar geworden voor de vervaardiging van de meeste microgolfapparaten, opto-elektronische apparaten, stroomapparaten en meer. Met name het succes van Moleculaire Beam enmetaal-organic dampfase-epitaxiein toepassingen zoals dunne films, superroosters, kwantumputten, gespannen superroosters en atomaire lageneetaxiaalyheeft een solide basis gelegd voor het nieuwe onderzoeksdomein ‘bandgap engineering’.

3. Zeven sleutelmogelijkheden vanEpitaxiale technologie

(1) Mogelijkheid om hoge (lage) weerstand te kwekeneetaxiaaliaale lagenop substraten met lage (hoge) weerstand.

(2) Vermogen om N §-type te laten groeieneetaxiaaliaale lagenop substraten van het P (N)-type, waardoor rechtstreeks PN-overgangen worden gevormd zonder de compensatieproblemen die gepaard gaan met diffusiemethoden.

(3) Integratie met maskertechnologie om selectief te groeieneetaxiaaliaale lagenin aangewezen gebieden, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor de productie van geïntegreerde schakelingen en apparaten met unieke structuren.

(4) Flexibiliteit om het type en de concentratie van doteerstoffen tijdens het groeiproces te veranderen, met de mogelijkheid van abrupte of geleidelijke veranderingen in de concentratie.

(5) Potentieel om heterojuncties, meerlagen en ultradunne lagen met variabele samenstelling te laten groeien.

(6) Mogelijkheid om te groeieneetaxiaaliaale lagenonder het smeltpunt van het materiaal, met controleerbare groeisnelheden, waardoor diktenauwkeurigheid op atomair niveau mogelijk is.

(7) Haalbaarheid van het kweken van eenkristallagen van materialen die moeilijk te trekken zijn, zoalsGaNen ternaire of quaternaire verbindingen.

In essentie,eetaxiaaliaale laagsbieden een beter controleerbare en perfecte kristalstructuur in vergelijking met substraatmaterialen, wat de toepassing en ontwikkeling van het materiaal aanzienlijk ten goede komt.**

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