Substrat vs. Epitaxie: Roluri cheie în fabricarea semiconductorilor

I. Substrat semiconductor

Un semiconductorsubstratformează baza dispozitivelor semiconductoare, oferind o structură cristalină stabilă pe care se pot dezvolta straturile de material necesare.Substraturipot fi monocristaline, policristaline sau chiar amorfe, în funcție de cerințele aplicației. Alegerea desubstrateste crucială pentru performanța dispozitivelor semiconductoare.

(1) Tipuri de substraturi

În funcție de material, substraturile semiconductoare comune includ substraturi pe bază de siliciu, pe bază de safir și substraturi pe bază de cuarț.Substraturi pe bază de siliciusunt utilizate pe scară largă datorită rentabilității și proprietăților mecanice excelente.Substraturi de siliciu monocristalin, cunoscute pentru calitatea lor ridicată a cristalului și dopajul uniform, sunt utilizate pe scară largă în circuitele integrate și celulele solare. Substraturile de safir, apreciate pentru proprietățile lor fizice superioare și transparența ridicată, sunt folosite la fabricarea LED-urilor și a altor dispozitive optoelectronice. Substraturile de cuarț, apreciate pentru stabilitatea lor termică și chimică, își găsesc aplicații în dispozitivele de ultimă generație.

(2)Funcțiile substraturilor

Substraturiservesc în primul rând două funcții în dispozitivele semiconductoare: suport mecanic și conducție termică. Ca suporturi mecanice, substraturile asigură stabilitate fizică, menținând forma și integritatea dimensională a dispozitivelor. În plus, substraturile facilitează disiparea căldurii generate în timpul funcționării dispozitivului, ceea ce este crucial pentru managementul termic.

II. Epitaxie semiconductoare

Epitaxieimplică depunerea unei pelicule subțiri cu aceeași structură de rețea ca substratul folosind metode precum depunerea chimică în vapori (CVD) sau epitaxia cu fascicul molecular (MBE). Această peliculă subțire posedă, în general, o calitate și o puritate superioară a cristalului, îmbunătățind performanța și fiabilitateanapolitane epitaxialeîn fabricarea dispozitivelor electronice.

(1)Tipuri și aplicații ale epitaxiei

Semiconductorepitaxietehnologiile, inclusiv epitaxia cu siliciu și siliciu-germaniu (SiGe), sunt aplicate pe scară largă în fabricarea de circuite integrate moderne. De exemplu, creșterea unui strat de siliciu intrinsec de puritate mai mare pe aplacheta de siliciupoate îmbunătăți calitatea napolitanei. Regiunea de bază a tranzistoarelor bipolare Heterojunction (HBT) care utilizează epitaxia SiGe poate îmbunătăți eficiența emisiilor și câștigul de curent, crescând astfel frecvența de tăiere a dispozitivului. Regiunile sursă/dren CMOS care utilizează epitaxia selectivă Si/SiGe pot reduce rezistența în serie și pot crește curentul de saturație. Epitaxia de siliciu tensionat poate introduce stres de tracțiune pentru a crește mobilitatea electronilor, îmbunătățind astfel viteza de răspuns a dispozitivului.

(2)Avantajele epitaxiei

Avantajul principal alepitaxieconstă în controlul precis asupra procesului de depunere, permițând ajustarea grosimii și compoziției filmului subțire pentru a obține proprietățile dorite ale materialului.Napolitane epitaxialeprezintă o calitate și puritate superioară a cristalului, îmbunătățind semnificativ performanța, fiabilitatea și durata de viață a dispozitivelor semiconductoare.

III. Diferențele dintre substrat și epitaxie

(1)Structura materialului

Substraturile pot avea structuri monocristaline sau policristaline, în timp ceepitaxiepresupune depunerea unei pelicule subțiri cu aceeași structură de rețea ca și celsubstrat. Aceasta are ca rezultatnapolitane epitaxialecu structuri monocristaline, oferind performanțe și fiabilitate mai bune în fabricarea dispozitivelor electronice.

(2)Metode de preparare

Pregătirea desubstraturide obicei implică metode fizice sau chimice, cum ar fi solidificarea, creșterea soluției sau topirea. În contrast,epitaxiese bazează în primul rând pe tehnici precum depunerea chimică în vapori (CVD) sau epitaxia cu fascicul molecular (MBE) pentru a depune filme de material pe substraturi.

(3)Domenii de aplicare

Substraturisunt utilizate în principal ca material de bază pentru tranzistori, circuite integrate și alte dispozitive semiconductoare.Napolitane epitaxialeCu toate acestea, sunt utilizate în mod obișnuit în fabricarea de dispozitive semiconductoare de înaltă performanță și înalt integrate, cum ar fi optoelectronica, laserele și fotodetectoarele, printre alte domenii tehnologice avansate.

(4)Diferențele de performanță

Performanța substraturilor depinde de structura lor și de proprietățile materialului; de exemplu,substraturi monocristalineprezintă o calitate și consistență ridicată a cristalului.Napolitane epitaxiale, pe de altă parte, posedă o calitate superioară a cristalului și o puritate, ceea ce duce la performanțe și fiabilitate superioare în procesul de fabricație a semiconductorilor.

IV. Concluzie

Pe scurt, semiconductorsubstraturișiepitaxiediferă semnificativ în ceea ce privește structura materialului, metodele de pregătire și domeniile de aplicare. Substraturile servesc ca material de bază pentru dispozitivele semiconductoare, oferind suport mecanic și conducție termică.Epitaxiepresupune depunerea de pelicule subțiri cristaline de înaltă calitate pesubstraturipentru a spori performanța și fiabilitatea dispozitivelor semiconductoare. Înțelegerea acestor diferențe este crucială pentru o înțelegere mai profundă a tehnologiei semiconductoarelor și a microelectronicii.**

Semicorex oferă componente de înaltă calitate pentru substraturi și napolitane epitaxiale. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com