U procesu pripreme pločice dvije su ključne karike: jedna je priprema supstrata, a druga je provedba epitaksijalnog procesa. Supstrat, pločica pažljivo izrađena od monokristalnog poluvodičkog materijala, može se izravno staviti u proces proizvodnje pločice kao osnova za proizvodnju poluvodičkih uređaja ili se može dodatno poboljšati epitaksijskim procesima.
Dakle, što je denotacija? Ukratko, epitaksija je rast novog sloja monokristala na monokristalnoj podlozi koja je fino obrađena (rezanje, brušenje, poliranje itd.). Ovaj novi monokristalni sloj i supstrat mogu biti izrađeni od istog materijala ili različitih materijala, tako da se po potrebi može postići homogeni ili heteroepitaksijalni rast. Budući da će se novonastali monokristalni sloj proširiti u skladu s kristalnom fazom supstrata, naziva se epitaksijalni sloj. Njegova debljina je općenito samo nekoliko mikrona. Uzimajući silicij kao primjer, epitaksijalni rast silicija je rast sloja silicija s istom orijentacijom kristala kao supstrat, kontroliranim otporom i debljinom, na monokristalnoj podlozi silicija sa specifičnom orijentacijom kristala. Sloj monokristala silicija sa savršenom strukturom rešetke. Kada se epitaksijalni sloj uzgaja na podlozi, cjelina se naziva epitaksijalna pločica.
Za tradicionalnu industriju poluvodiča od silicija, proizvodnja uređaja visoke frekvencije i velike snage izravno na silicijskim pločicama naići će na neke tehničke poteškoće. Na primjer, teško je postići zahtjeve za visokim probojnim naponom, malim serijskim otporom i malim padom napona zasićenja u području kolektora. Uvođenje tehnologije epitaksije pametno rješava ove probleme. Rješenje je uzgojiti epitaksijalni sloj visokog otpora na silicijskoj podlozi s niskim otporom, a zatim izraditi uređaje na epitaksijalnom sloju visokog otpora. Na taj način, epitaksijalni sloj visokog otpora osigurava visoki probojni napon za uređaj, dok supstrat niskog otpora smanjuje otpor supstrata, čime se smanjuje pad napona zasićenja, čime se postiže visok probojni napon i mala ravnoteža između otpora i mali pad napona.
Osim toga, tehnologije epitaksije kao što je epitaksija u parnoj fazi i epitaksija u tekućoj fazi GaAs i drugih III-V, II-VI i drugih molekularnih spojeva poluvodičkih materijala također su uvelike razvijene i postale su osnova za većinu mikrovalnih uređaja, optoelektroničkih uređaja i napajanja uređaja. Nezamjenjive procesne tehnologije za proizvodnju, posebice uspješna primjena tehnologije epitaksije molekularnog snopa i metalno-organske parne faze u tankim slojevima, superrešetkama, kvantnim jamama, napetim superrešetkama i tankoslojnoj epitaksiji na atomskoj razini postale su novo polje istraživanja poluvodiča. Razvojem “Projekta energetskog pojasa” postavljeni su čvrsti temelji.
Što se tiče poluvodičkih elemenata treće generacije, gotovo svi takvi poluvodički uređaji su izrađeni na epitaksijalnom sloju, a sama pločica od silicijevog karbida služi samo kao podloga. Debljina SiC epitaksijalnog materijala, pozadinska koncentracija nositelja i drugi parametri izravno određuju različita električna svojstva SiC uređaja. Uređaji od silicij-karbida za visokonaponske primjene postavljaju nove zahtjeve za parametre kao što su debljina epitaksijalnih materijala i koncentracija nositelja u pozadini. Stoga epitaksijalna tehnologija silicij-karbida igra odlučujuću ulogu u potpunom iskorištavanju performansi uređaja od silicij-karbida. Priprema gotovo svih SiC energetskih uređaja temelji se na visokokvalitetnim SiC epitaksijalnim pločicama. Proizvodnja epitaksijskih slojeva važan je dio industrije poluvodiča sa širokim pojasnim razmakom.
Vrijeme objave: 6. svibnja 2024