सब्सट्रेट और एपिटैक्सी

वेफर तैयारी की प्रक्रिया में, दो मुख्य लिंक हैं: एक सब्सट्रेट की तैयारी है, और दूसरा एपिटैक्सियल प्रक्रिया का कार्यान्वयन है। सब्सट्रेट, सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल सामग्री से सावधानी से बना एक वेफर, सेमीकंडक्टर उपकरणों के उत्पादन के आधार के रूप में सीधे वेफर निर्माण प्रक्रिया में डाला जा सकता है, या एपिटैक्सियल प्रक्रिया के माध्यम से प्रदर्शन को और बढ़ा सकता है।

तो क्या हैएपिटैक्सी? संक्षेप में, एपिटेक्सी एक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर एकल क्रिस्टल की एक नई परत विकसित करना है जिसे बारीक रूप से संसाधित किया गया है (काटना, पीसना, पॉलिश करना, आदि)। यह नया एकल क्रिस्टल और सब्सट्रेट एक ही सामग्री या विभिन्न सामग्रियों से बनाया जा सकता है, ताकि आवश्यकतानुसार सजातीय या विषम एपिटैक्सी प्राप्त की जा सके। क्योंकि नव विकसित एकल क्रिस्टल परत सब्सट्रेट के क्रिस्टल चरण के अनुसार विस्तारित होगी, इसे एपिटैक्सियल परत कहा जाता है। इसकी मोटाई आम तौर पर कुछ माइक्रोन ही होती है. एक उदाहरण के रूप में सिलिकॉन लेते हुए, सिलिकॉन एपिटैक्सियल विकास सब्सट्रेट के समान क्रिस्टल अभिविन्यास, नियंत्रणीय प्रतिरोधकता और मोटाई, और एक विशिष्ट क्रिस्टल अभिविन्यास के साथ सिलिकॉन एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर सही जाली संरचना के साथ सिलिकॉन एकल क्रिस्टल परत की एक परत विकसित करना है। जब एपिटैक्सियल परत सब्सट्रेट पर बढ़ती है, तो पूरे को एपिटैक्सियल वेफर कहा जाता है।

पारंपरिक सिलिकॉन सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए, उच्च-आवृत्ति और उच्च-शक्ति उपकरणों को सीधे सिलिकॉन वेफर्स पर बनाने से कुछ तकनीकी कठिनाइयों का सामना करना पड़ेगा, जैसे उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, छोटी श्रृंखला प्रतिरोध और कलेक्टर क्षेत्र में छोटी संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप को प्राप्त करना मुश्किल है। एपिटैक्सियल तकनीक की शुरूआत इन समस्याओं को चतुराई से हल करती है। इसका समाधान कम-प्रतिरोधकता वाले सिलिकॉन सब्सट्रेट पर एक उच्च-प्रतिरोधकता एपिटैक्सियल परत विकसित करना है, और फिर उच्च-प्रतिरोधकता एपिटैक्सियल परत पर उपकरण बनाना है। इस तरह, उच्च-प्रतिरोधकता एपिटैक्सियल परत डिवाइस के लिए एक उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज प्रदान करती है, जबकि कम-प्रतिरोधकता सब्सट्रेट सब्सट्रेट के प्रतिरोध को कम करता है, जिससे संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप कम हो जाता है, जिससे उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और कम प्रतिरोध के बीच संतुलन प्राप्त होता है। और कम वोल्टेज की गिरावट।

इसके अलावा,epitaxialIII-V, II-VI की वाष्प चरण एपिटैक्सी और तरल चरण एपिटैक्सी और GaAs जैसी अन्य आणविक यौगिक अर्धचालक सामग्री जैसी प्रौद्योगिकियों को भी काफी विकसित किया गया है और अधिकांश माइक्रोवेव उपकरणों, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, बिजली के उत्पादन के लिए अपरिहार्य प्रक्रिया प्रौद्योगिकियां बन गई हैं। उपकरण, आदि, विशेष रूप से पतली परतों, सुपरलैटिस, क्वांटम कुओं, तनावपूर्ण सुपरलैटिस और परमाणु पतली परत एपिटैक्सी में आणविक बीम और धातु कार्बनिक वाष्प चरण एपिटैक्सी का सफल अनुप्रयोग, जिसने "बैंड इंजीनियरिंग" के विकास के लिए एक ठोस आधार रखा है। अर्धचालक अनुसंधान का एक नया क्षेत्र।

जहां तक ​​तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों का सवाल है, ऐसे अर्धचालक उपकरण लगभग सभी एपिटैक्सियल परत पर बने होते हैं, औरसिलिकॉन कार्बाइड वेफरस्वयं का उपयोग केवल सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है। SiC की मोटाई और पृष्ठभूमि वाहक सांद्रता जैसे पैरामीटरepitaxialसामग्री सीधे SiC उपकरणों के विभिन्न विद्युत गुणों को निर्धारित करती है। उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए सिलिकॉन कार्बाइड उपकरण एपिटैक्सियल सामग्रियों की मोटाई और पृष्ठभूमि वाहक एकाग्रता जैसे मापदंडों के लिए नई आवश्यकताओं को सामने रखते हैं। इसलिए, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल तकनीक सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के प्रदर्शन को पूरी तरह से बढ़ाने में निर्णायक भूमिका निभाती है। लगभग सभी SiC बिजली उपकरण उच्च गुणवत्ता के आधार पर तैयार किये जाते हैंSiC एपिटैक्सियल वेफर्स, और एपीटैक्सियल परतों का उत्पादन वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर उद्योग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।