Στη διαδικασία παρασκευής γκοφρέτας, υπάρχουν δύο βασικοί κρίκοι: ο ένας είναι η προετοιμασία του υποστρώματος και ο άλλος η υλοποίηση της επιταξιακής διαδικασίας. Το υπόστρωμα, μια γκοφρέτα προσεκτικά κατασκευασμένη από ημιαγωγό μονοκρυσταλλικό υλικό, μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στη διαδικασία κατασκευής πλακιδίων ως βάση για την παραγωγή συσκευών ημιαγωγών ή μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω μέσω επιταξιακών διεργασιών.
Λοιπόν, τι είναι η ένδειξη; Εν ολίγοις, η επιταξία είναι η ανάπτυξη ενός νέου στρώματος μονοκρυστάλλου σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα που έχει υποστεί λεπτή επεξεργασία (κοπή, λείανση, στίλβωση κ.λπ.). Αυτή η νέα στρώση μονοκρυστάλλου και το υπόστρωμα μπορούν να κατασκευαστούν από το ίδιο υλικό ή διαφορετικά υλικά, έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί ομοιογενής ή ετεροεπιταξιακή ανάπτυξη όπως απαιτείται. Επειδή το νεοαναπτυγμένο μονοκρυσταλλικό στρώμα θα διαστέλλεται ανάλογα με την κρυσταλλική φάση του υποστρώματος, ονομάζεται επιταξιακό στρώμα. Το πάχος του είναι γενικά μόνο μερικά μικρά. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το πυρίτιο, η επιταξιακή ανάπτυξη πυριτίου είναι η ανάπτυξη ενός στρώματος πυριτίου με τον ίδιο κρυσταλλικό προσανατολισμό όπως το υπόστρωμα, ελεγχόμενη ειδική αντίσταση και πάχος, σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα πυριτίου με συγκεκριμένο προσανατολισμό κρυστάλλου. Ένα στρώμα μονοκρυστάλλου πυριτίου με τέλεια δομή πλέγματος. Όταν το επιταξιακό στρώμα αναπτύσσεται στο υπόστρωμα, το σύνολο ονομάζεται επιταξιακή γκοφρέτα.
Για την παραδοσιακή βιομηχανία ημιαγωγών πυριτίου, η κατασκευή συσκευών υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος απευθείας σε γκοφρέτες πυριτίου θα αντιμετωπίσει ορισμένες τεχνικές δυσκολίες. Για παράδειγμα, οι απαιτήσεις υψηλής τάσης διάσπασης, αντίστασης μικρής σειράς και μικρής πτώσης τάσης κορεσμού στην περιοχή του συλλέκτη είναι δύσκολο να επιτευχθούν. Η εισαγωγή της τεχνολογίας επιταξίας λύνει έξυπνα αυτά τα προβλήματα. Η λύση είναι να αναπτυχθεί ένα επιταξιακό στρώμα υψηλής ειδικής αντίστασης σε ένα υπόστρωμα πυριτίου χαμηλής αντίστασης και στη συνέχεια να κατασκευαστούν συσκευές στο επιταξιακό στρώμα υψηλής ειδικής αντίστασης. Με αυτόν τον τρόπο, το επιταξιακό στρώμα υψηλής αντίστασης παρέχει υψηλή τάση διάσπασης για τη συσκευή, ενώ το υπόστρωμα χαμηλής αντίστασης μειώνει την αντίσταση του υποστρώματος, μειώνοντας έτσι την πτώση τάσης κορεσμού, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλή τάση διάσπασης και μικρή ισορροπία μεταξύ αντίστασης και μικρή πτώση τάσης.
Επιπλέον, οι τεχνολογίες επιταξίας, όπως η επιταξία ατμού και η επίταση υγρής φάσης των GaAs και άλλων III-V, II-VI και άλλων ημιαγωγών υλικών μοριακών ενώσεων, έχουν επίσης αναπτυχθεί σε μεγάλο βαθμό και έχουν γίνει η βάση για τις περισσότερες συσκευές μικροκυμάτων, οπτοηλεκτρονικές συσκευές και ισχύ συσκευές. Οι απαραίτητες τεχνολογίες διεργασιών για την παραγωγή, ειδικά η επιτυχής εφαρμογή της τεχνολογίας μοριακής δέσμης και επιταξίας μετάλλου-οργανικής φάσης ατμού σε λεπτά στρώματα, υπερδικτυώματα, κβαντικά φρεάτια, τεντωμένα υπερδικτυώματα και επιτάξεις λεπτής στιβάδας ατομικού επιπέδου έχουν γίνει ένα νέο πεδίο έρευνας ημιαγωγών. Η ανάπτυξη του «Energy Belt Project» έχει θέσει γερά θεμέλια.
Όσον αφορά τις συσκευές ημιαγωγών τρίτης γενιάς, σχεδόν όλες αυτές οι συσκευές ημιαγωγών κατασκευάζονται στο επιταξιακό στρώμα και η ίδια η γκοφρέτα καρβιδίου του πυριτίου χρησιμεύει μόνο ως υπόστρωμα. Το πάχος του επιταξιακού υλικού SiC, η συγκέντρωση του φορέα υποβάθρου και άλλες παράμετροι καθορίζουν άμεσα τις διάφορες ηλεκτρικές ιδιότητες των συσκευών SiC. Οι συσκευές καρβιδίου του πυριτίου για εφαρμογές υψηλής τάσης θέτουν νέες απαιτήσεις για παραμέτρους όπως το πάχος των επιταξιακών υλικών και η συγκέντρωση του φορέα υποβάθρου. Επομένως, η επιταξιακή τεχνολογία καρβιδίου του πυριτίου παίζει καθοριστικό ρόλο στην πλήρη αξιοποίηση της απόδοσης των συσκευών καρβιδίου του πυριτίου. Η προετοιμασία όλων σχεδόν των συσκευών ισχύος SiC βασίζεται σε επιταξιακές γκοφρέτες SiC υψηλής ποιότητας. Η παραγωγή επιταξιακών στρωμάτων είναι ένα σημαντικό μέρος της βιομηχανίας ημιαγωγών ευρείας ζώνης.
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-06-2024