Substraat versus epitaxie: sleutelrollen bij de productie van halfgeleiders

I. Halfgeleidersubstraat

Een halfgeleidersubstraatvormt de basis van halfgeleiderapparaten en biedt een stabiele kristallijne structuur waarop de noodzakelijke materiaallagen kunnen groeien.Substratenkan monokristallijn, polykristallijn of zelfs amorf zijn, afhankelijk van de toepassingsvereisten. De keuze vansubstraatis cruciaal voor de prestaties van halfgeleiderapparaten.

(1) Soorten substraten

Afhankelijk van het materiaal omvatten gebruikelijke halfgeleidersubstraten substraten op basis van silicium, saffier en kwarts.Op silicium gebaseerde substratenworden veel gebruikt vanwege hun kosteneffectiviteit en uitstekende mechanische eigenschappen.Monokristallijne siliciumsubstraten, bekend om hun hoge kristalkwaliteit en uniforme dotering, worden veelvuldig gebruikt in geïntegreerde schakelingen en zonnecellen. Saffiersubstraten, gewaardeerd om hun superieure fysieke eigenschappen en hoge transparantie, worden gebruikt bij de vervaardiging van LED's en andere opto-elektronische apparaten. Kwartssubstraten, gewaardeerd om hun thermische en chemische stabiliteit, vinden toepassingen in hoogwaardige apparaten.

(2)Functies van substraten

Substratendienen in de eerste plaats twee functies in halfgeleiderapparaten: mechanische ondersteuning en thermische geleiding. Als mechanische ondersteuning bieden substraten fysieke stabiliteit, waarbij de vorm en dimensionale integriteit van de apparaten behouden blijven. Bovendien vergemakkelijken substraten de afvoer van warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van het apparaat, wat cruciaal is voor thermisch beheer.

II. Halfgeleider-epitaxie

Epitaxieomvat de afzetting van een dunne film met dezelfde roosterstructuur als het substraat met behulp van methoden zoals Chemical Vapour Deposition (CVD) of Molecular Beam Epitaxy (MBE). Deze dunne film bezit over het algemeen een hogere kristalkwaliteit en zuiverheid, waardoor de prestaties en betrouwbaarheid worden verbeterdepitaxiale wafelsin de productie van elektronische apparaten.

(1)Typen en toepassingen van epitaxie

HalfgeleiderepitaxieTechnologieën, waaronder epitaxie van silicium en silicium-germanium (SiGe), worden op grote schaal toegepast in de moderne productie van geïntegreerde schakelingen. Bijvoorbeeld het laten groeien van een laag intrinsiek silicium met een hogere zuiverheid op asilicium wafeltjekan de kwaliteit van de wafel verbeteren. Het basisgebied van heterojunctie bipolaire transistors (HBT's) die gebruik maken van SiGe-epitaxie kan de emissie-efficiëntie en stroomversterking verbeteren, waardoor de afsnijfrequentie van het apparaat wordt verhoogd. CMOS source/drain-gebieden die gebruik maken van selectieve Si/SiGe-epitaxie kunnen de serieweerstand verminderen en de verzadigingsstroom verhogen. Gespannen siliciumepitaxie kan trekspanning introduceren om de elektronenmobiliteit te vergroten, waardoor de reactiesnelheid van het apparaat wordt verbeterd.

(2)Voordelen van epitaxie

Het voornaamste voordeel vanepitaxieligt in de precieze controle over het depositieproces, waardoor de dikte en samenstelling van de dunne film kunnen worden aangepast om de gewenste materiaaleigenschappen te bereiken.Epitaxiale wafelsvertonen superieure kristalkwaliteit en zuiverheid, waardoor de prestaties, betrouwbaarheid en levensduur van halfgeleiderapparaten aanzienlijk worden verbeterd.

III. Verschillen tussen substraat en epitaxie

(1)Materiële structuur

Substraten kunnen monokristallijne of polykristallijne structuren hebbenepitaxieomvat het afzetten van een dunne film met dezelfde roosterstructuur als desubstraat. Dit resulteert inepitaxiale wafelsmet monokristallijne structuren, die betere prestaties en betrouwbaarheid bieden bij de productie van elektronische apparaten.

(2)Bereidingsmethoden

De voorbereiding vansubstraatnomvat doorgaans fysische of chemische methoden zoals stollen, oplossingsgroei of smelten. In tegenstelling tot,epitaxievertrouwt voornamelijk op technieken zoals Chemical Vapour Deposition (CVD) of Molecular Beam Epitaxy (MBE) om materiaalfilms op substraten af ​​te zetten.

(3)Toepassingsgebieden

Substratenworden voornamelijk gebruikt als basismateriaal voor transistors, geïntegreerde schakelingen en andere halfgeleiderapparaten.Epitaxiale wafelsworden echter vaak gebruikt bij de vervaardiging van hoogwaardige en sterk geïntegreerde halfgeleiderapparaten, zoals opto-elektronica, lasers en fotodetectoren, naast andere geavanceerde technologische gebieden.

(4)Prestatieverschillen

De prestaties van substraten zijn afhankelijk van hun structuur en materiaaleigenschappen; bijvoorbeeld,monokristallijne substratenvertonen een hoge kristalkwaliteit en consistentie.Epitaxiale wafelsAan de andere kant bezitten ze een hogere kristalkwaliteit en zuiverheid, wat leidt tot superieure prestaties en betrouwbaarheid in het halfgeleiderproductieproces.

IV. Conclusie

Kortom, halfgeleidersubstraatnEnepitaxieverschillen aanzienlijk qua materiaalstructuur, voorbereidingsmethoden en toepassingsgebieden. Substraten dienen als basismateriaal voor halfgeleiderapparaten en bieden mechanische ondersteuning en thermische geleiding.Epitaxieomvat het aanbrengen van kristallijne dunne films van hoge kwaliteitsubstraatnom de prestaties en betrouwbaarheid van halfgeleiderapparaten te verbeteren. Het begrijpen van deze verschillen is cruciaal voor een dieper begrip van halfgeleidertechnologie en micro-elektronica.**

Semicorex biedt hoogwaardige componenten voor 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