สับสราท VS อีพิตาซี: ค้อนสองเสาของการผลิตแผ่นแผ่นครึ่งนํา

I. คํานิยามพื้นฐานของสารสับสราตและอิปิตาซี

สับสราตและการตรวจศพเป็นสองแนวคิดที่แตกต่างกันอย่างพื้นฐาน แต่เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด ในการผลิตแผ่นแผ่นครึ่งประสาท

สับสราท:
สับสราตมักจะเป็นวัสดุกระจกเดียวที่มีคุณภาพสูงและความบริสุทธิ์สูง ซึ่งเป็น "พื้นฐาน" สําหรับกระบวนการครึ่งประสาทที่ต่อมาทั้งหมดมันไม่เพียงแค่ให้การสนับสนุนทางกล แต่ยังเป็นรูปแบบกรอบเรียบร้อยอย่างดีที่จําเป็นสําหรับการผลิตอุปกรณ์.
 

วัสดุทั่วไปประกอบด้วย:ซิลิคอน (Si), ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC), ซาฟฟีร์ (Al2O3), แกลเลียมอาร์เซนได (GaAs) เป็นต้น

อีปิตา็กซี่:
Epitaxy หมายถึงการเติบโตที่ควบคุมของฟิล์ม single-crystalline คุณภาพสูงใหม่บนพื้นผิวของพื้นฐานผิวหนัง.
แผ่น Epitaxial สามารถทําจากวัสดุเดียวกันกับพื้นฐาน (โฮโมเอปิตาซี) หรือจากวัสดุที่แตกต่างกัน (heteroepitaxy)

II. ความสัมพันธ์ในกระบวนการผลิตแผ่น

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมพื้นฐาน
โวฟเฟอร์คริสตัลเดี่ยวความบริสุทธิ์สูงถูกผลิตโดยใช้วิธีการเช่นกระบวนการ Czochralski หรือเทคนิคโซน float. หลังจากตัด, การบด, และการเคลือบ,โวฟเฟอร์พร้อมใช้เป็นสับสราต.

ขั้นตอนที่ 2: การเจริญเติบโตทางกระดูก
สารพัดลักษณะของกระดาษพัดลักษณะของกระดาษพัดลักษณะของกระดาษและความบกพร่องทางโครงสร้างน้อยกว่า เพื่อตอบสนองความต้องการการออกแบบอุปกรณ์เฉพาะเจาะจง.

III. สับสราตคืออะไร? บทบาทและความหมายของมัน

ฟังก์ชัน 1: การสนับสนุนทางกล
สับสราททําหน้าที่เป็นพื้นฐานสําหรับกระบวนการและอุปกรณ์ต่อไปทั้งหมด มันต้องมีความแข็งแรงทางกลและความมั่นคงในมิติที่เหมาะสม

ฟังก์ชัน 2: แมปเล็ตเกต
โครงสร้างตารางคริสตัลของชั้นรองกําหนดคุณภาพคริสตัลของชั้นเอปิตาซิยาล ซึ่งในทางกลับกันส่งผลกระทบต่อการทํางานของอุปกรณ์โดยตรง

ฟังก์ชัน 3: พื้นฐานไฟฟ้า
คุณสมบัติไฟฟ้าภายในของวัสดุพื้นฐานมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติชิปพื้นฐาน เช่น ความสามารถในการนําไฟและความต้านทาน

ตัวอย่าง:
โวฟเวอร์ซิลิคอนคริสตัลเดียวขนาด 6 นิ้วเป็นจุดเริ่มต้นในโรงงานครึ่งประสาทส่วนใหญ่ เกือบทุกวงจรบูรณาการ CMOS และอุปกรณ์ optoelectronic เริ่มต้นด้วยพื้นฐานซิลิคอน

IV. อีพิตา็กซี่คืออะไร? หลักการและวิธีการเตรียม

หลักการการเติบโตของกระดูก
Epitaxy involves the atomic-scale deposition of a new single crystal layer that aligns with the lattice structure of the underlying substrate—similar to decorating a well-laid foundation with high-grade materials.

เทคนิคการเจริญเติบโตทางกระดูกเชื้อทั่วไป:

• อีปิตาซีระยะระเหย (VPE):วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด คลื่นเรือนเป็นก๊าซถูกนําเข้าไปในห้องปฏิกิริยาอุณหภูมิสูงซิลิคอนเอปิตาซีมักใช้ซิลิคอนเทตรคลอริดหรือทริคลอริซิลานเป็นแหล่งก๊าซ.ครับ

• อีปิตาซีในระยะเหลว (LPE):วัสดุถูกฝากและกระจกในรูปของเหลวบนชั้นรอง, ส่วนใหญ่สําหรับสารประกอบ semiconductors.

• โมเลกุลเบย์เอปิทักซี่ (MBE):วิธีการที่มีความแม่นยําสูง ทําภายใต้ความว่างสูงสุด เหมาะสําหรับการผลิตโครงสร้างควอนตัมที่ทันสมัยและ superlattice

• การฝังควายเคมีโลหะ-อินทรีย์ (MOCVD):เหมาะสําหรับครึ่งประสาท III-V เช่น GaN และ GaAs

ฟังก์ชั่นของ Epitaxy:

• การปรับปรุงความบริสุทธิ์และความเรียบของพื้นผิวแม้แต่พื้นผิวที่เคลือบได้ ก็มีความไม่สมบูรณ์แบบเล็กน้อย

• คุณสมบัติไฟฟ้าและโครงสร้างที่กําหนดเอง:ทําให้สามารถควบคุมชนิดการด๊อปปิ้ง (ชนิด N / P) ความเข้มข้นและความหนาชั้นได้อย่างแม่นยําเพื่อตอบสนองความต้องการการทํางานเฉพาะเจาะจง

• สามารถเปิด Multilayer หรือ Heterostructures:เป็นสิ่งจําเป็นสําหรับโครงสร้าง เช่น หลุมควอนตัมหลายหลุม และซุปเปอร์เรตซ์ ซึ่งทําได้เพียงแค่การเจริญเติบโตแบบเอพิตาซิอัล

V. ความแตกต่างระหว่าง โฮโมเอปิตักซี่ และ เฮเตโรเอปิตักซี่ และการใช้งานของพวกมัน

โฮโมเอปิตาซี
พื้นฐานและชั้น Epitaxial ประกอบด้วยวัสดุเดียวกัน (เช่น Si Epitaxial layer บน Si substrate)

• ข้อดี:สามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวได้อย่างสําคัญ ลดความหนาแน่นของอาการบกพร่อง และเพิ่มผลิตและความสม่ําเสมอของอุปกรณ์

• การใช้งาน:ใช้ในอุปกรณ์พลังงานและวงจรบูรณาการ

เฮเทโรเอปิตา็กซี่
สารสับสราทและชั้น Epitaxial เป็นวัสดุที่แตกต่างกัน (ตัวอย่างเช่น ชั้น Epitaxial GaN บนสับสราท sapphire)

• ข้อดี:ผสมผสานคุณสมบัติที่ต้องการของวัสดุที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ผลงานไฟฟ้าและออฟติกที่ดีกว่า ละเว้นข้อจํากัดของระบบวัสดุเดียว

• ข้อเสีย:ความไม่เหมาะสมของเครือข่ายและความแตกต่างของสัมประสานการขยายความร้อนมักจะนําไปสู่ความเครียด, การขัดแย้ง, และความบกพร่องอื่น ๆ ต้องการชั้นพัฟเฟอร์หรือการปรับปรุงโครงสร้าง

• การใช้งาน:มักจะพบใน LED, เลเซอร์, ทรานซิสเตอร์ความถี่สูง. GaN มักจะเจริญเติบโตบนเซฟฟายร์, ซิลิคอน, หรือ SiC สับสราต.

VI. บทบาทสําคัญของเอปิตา็กซี่ในเซมคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม

ในเซมีคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม (เช่น SiC, GaN) เกือบทุกอุปกรณ์พลังงานและอุปกรณ์ออปโตอีเลคทรอนิกส์ที่ก้าวหน้าพึ่งพาชั้น Epitaxial

ตัวอย่าง √ อุปกรณ์ SiC
ปริมาตรสําคัญ เช่น ความดันการแยกและความต้านทานในการทํางานถูกกําหนดโดยความหนาและปริมาณการเติมของชั้น Epitaxialสับสราท SiC ให้การสนับสนุนทางกลและแบบกรอบแต่ชั้นเอพิตาซิอัลจะกําหนดผลงานของอุปกรณ์

ยิ่งหนาและไม่มีความบกพร่องมากกว่าชั้น Epitaxial ยิ่งความแรงกระแทกการทําลายสูงขึ้นและการทํางานที่ดีกว่า

ดังนั้น ในอุตสาหกรรมครึ่งประสาทแบนด์แช่กว้าง เทคโนโลยีการเจริญเติบโตแบบ Epitaxial จะกําหนดเพดานการทํางานของอุปกรณ์สุดท้ายโดยตรง

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

12 นิ้ว SiC Wafer 300 มิลลิเมตร Silicon Carbide Wafer สายนํา Dummy เกรด N-Type เกรดการวิจัย

4H/6H P-Type Sic Wafer 4 นิ้ว 6 นิ้ว Z Grade P Grade D Grade Off Axis 2.0°-4.0° สู่ P-type Doping