Substrat vs. epitaxi: nyckelroller i halvledartillverkning

I. Halvledarsubstrat

En halvledaresubstratutgör grunden för halvledarenheter, vilket ger en stabil kristallin struktur på vilken de nödvändiga materialskikten kan växa.Substratkan vara monokristallina, polykristallina eller till och med amorfa, beroende på applikationskrav. Valet avsubstratär avgörande för prestandan hos halvledarenheter.

(1) Typer av substrat

Beroende på materialet inkluderar vanliga halvledarsubstrat kiselbaserade, safirbaserade och kvartsbaserade substrat.Silikonbaserade substratanvänds ofta på grund av deras kostnadseffektivitet och utmärkta mekaniska egenskaper.Monokristallina kiselsubstrat, kända för sin höga kristallkvalitet och enhetliga dopning, används i stor utsträckning i integrerade kretsar och solceller. Safirsubstrat, uppskattade för sina överlägsna fysiska egenskaper och höga transparens, används vid tillverkning av lysdioder och andra optoelektroniska enheter. Kvartssubstrat, värderade för sin termiska och kemiska stabilitet, kan användas i avancerade enheter.

(2)Substratens funktioner

Substrattjänar i första hand två funktioner i halvledarenheter: mekaniskt stöd och värmeledning. Som mekaniska stöd ger substrat fysisk stabilitet och bibehåller formen och dimensionsintegriteten hos enheterna. Dessutom underlättar substrat bortledningen av värme som genereras under enhetens drift, vilket är avgörande för värmehantering.

II. Halvledarepitaxi

Epitaxiinnebär avsättning av en tunn film med samma gitterstruktur som substratet med hjälp av metoder som kemisk ångavsättning (CVD) eller Molecular Beam Epitaxy (MBE). Denna tunna film har i allmänhet högre kristallkvalitet och renhet, vilket förbättrar prestanda och tillförlitlighetepitaxiella wafersinom tillverkning av elektroniska enheter.

(1)Typer och tillämpningar av epitaxi

Halvledareepitaxiteknologier, inklusive kisel och kisel-germanium (SiGe) epitaxi, används i stor utsträckning i modern integrerad kretstillverkning. Till exempel att odla ett lager av inre kisel med högre renhet på ensilikonwaferkan förbättra waferns kvalitet. Basområdet för heterojunction bipolära transistorer (HBT) som använder SiGe-epitaxi kan förbättra emissionseffektiviteten och strömförstärkningen, och därigenom öka enhetens gränsfrekvens. CMOS source/drain-regioner som använder selektiv Si/SiGe-epitaxi kan minska serieresistansen och öka mättnadsströmmen. Ansträngd kiselepitaxi kan introducera dragspänning för att öka elektronrörligheten och därmed förbättra enhetens svarshastighet.

(2)Fördelar med epitaxi

Den främsta fördelen medepitaxiligger i den exakta kontrollen över avsättningsprocessen, vilket möjliggör justering av den tunna filmens tjocklek och sammansättning för att uppnå önskade materialegenskaper.Epitaxiella wafersuppvisar överlägsen kristallkvalitet och renhet, vilket avsevärt förbättrar prestanda, tillförlitlighet och livslängd för halvledarenheter.

III. Skillnader mellan substrat och epitaxi

(1)Materialstruktur

Substrat kan ha monokristallina eller polykristallina strukturerepitaxiinnebär avsättning av en tunn film med samma gitterstruktur somsubstrat. Detta resulterar iepitaxiella wafersmed monokristallina strukturer, vilket ger bättre prestanda och tillförlitlighet vid tillverkning av elektroniska enheter.

(2)Beredningsmetoder

Beredningen avsubstratinvolverar typiskt fysikaliska eller kemiska metoder såsom stelning, lösningstillväxt eller smältning. I kontrast,epitaxiförlitar sig främst på tekniker som Chemical Vapor Deposition (CVD) eller Molecular Beam Epitaxy (MBE) för att avsätta materialfilmer på substrat.

(3)Användningsområden

Substratanvänds huvudsakligen som grundmaterial för transistorer, integrerade kretsar och andra halvledarenheter.Epitaxiella wafersEmellertid används ofta i tillverkningen av högpresterande och högintegrerade halvledarenheter, såsom optoelektronik, lasrar och fotodetektorer, bland andra avancerade tekniska områden.

(4)Prestandaskillnader

Substratens prestanda beror på deras struktur och materialegenskaper; till exempel,monokristallina substratuppvisa hög kristallkvalitet och konsistens.Epitaxiella wafers, å andra sidan har högre kristallkvalitet och renhet, vilket leder till överlägsen prestanda och tillförlitlighet i halvledartillverkningsprocessen.

IV. Slutsats

Sammanfattningsvis halvledaresubstratochepitaxiskiljer sig markant när det gäller materialstruktur, beredningsmetoder och användningsområden. Substrat fungerar som grundmaterialet för halvledarenheter, vilket ger mekaniskt stöd och värmeledning.Epitaxiinnebär avsättning av högkvalitativa kristallina tunna filmer påsubstratför att förbättra prestanda och tillförlitlighet hos halvledarenheter. Att förstå dessa skillnader är avgörande för en djupare förståelse av halvledarteknologi och mikroelektronik.**

Semicorex erbjuder högkvalitativa komponenter för substrat och epitaxiella wafers. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com