რა განსხვავებაა სუბსტრატსა და ეპიტაქსიას შორის?

ვაფლის მომზადების პროცესში ორი ძირითადი რგოლია: ერთი არის სუბსტრატის მომზადება და მეორე არის ეპიტაქსიური პროცესის განხორციელება. სუბსტრატი, ნახევარგამტარული ერთკრისტალური მასალისგან საგულდაგულოდ დამზადებული ვაფლი, შეიძლება უშუალოდ მოთავსდეს ვაფლის წარმოების პროცესში, როგორც საფუძველი ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებისთვის, ან მისი შემდგომი გაძლიერება ეპიტაქსიური პროცესების მეშვეობით.

მაშ, რა არის დენოტაცია? მოკლედ, ეპიტაქსია არის ერთკრისტალის ახალი ფენის ზრდა ერთკრისტალურ სუბსტრატზე, რომელიც წვრილად დამუშავებულია (დაჭრა, დაფქვა, გაპრიალება და ა.შ.). ეს ახალი ერთკრისტალური ფენა და სუბსტრატი შეიძლება დამზადდეს ერთიდაიგივე მასალისგან ან სხვადასხვა მასალისგან, რათა საჭიროებისამებრ მიიღწევა ჰომოგენური ან ჰეტეროეპიტაქსიური ზრდა. იმის გამო, რომ ახლად ამოსული ერთკრისტალური ფენა გაფართოვდება სუბსტრატის კრისტალური ფაზის მიხედვით, მას ეპიტაქსიალურ ფენას უწოდებენ. მისი სისქე ზოგადად მხოლოდ რამდენიმე მიკრონია. მაგალითად, სილიციუმის სილიციუმის ეპიტაქსიური ზრდა ნიშნავს სილიკონის ფენის გაზრდას იგივე კრისტალური ორიენტირებით, როგორც სუბსტრატი, კონტროლირებადი წინაღობა და სისქე, სილიკონის ერთკრისტალურ სუბსტრატზე სპეციფიკური კრისტალური ორიენტაციის მქონე. სილიკონის ერთკრისტალური ფენა სრულყოფილი გისოსებით. როდესაც ეპიტაქსიალური ფენა იზრდება სუბსტრატზე, მთელს ეპიტაქსიალურ ვაფლს უწოდებენ.

ტრადიციული სილიკონის ნახევარგამტარული ინდუსტრიისთვის, მაღალი სიხშირის და მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობების წარმოება უშუალოდ სილიკონის ვაფლებზე წააწყდება გარკვეულ ტექნიკურ სირთულეებს. მაგალითად, კოლექტორის არეში მაღალი ავარიული ძაბვის, მცირე სერიის წინააღმდეგობის და მცირე გაჯერების ძაბვის ვარდნის მოთხოვნების მიღწევა რთულია. ეპიტაქსიის ტექნოლოგიის დანერგვა ჭკვიანურად წყვეტს ამ პრობლემებს. გამოსავალი არის მაღალი წინააღმდეგობის ეპიტაქსიალური ფენის გაზრდა დაბალი წინააღმდეგობის სილიკონის სუბსტრატზე და შემდეგ მოწყობილობების დამზადება მაღალი წინააღმდეგობის ეპიტაქსიალურ ფენაზე. ამ გზით, მაღალი რეზისტენტობის ეპიტაქსიალური ფენა უზრუნველყოფს მოწყობილობის რღვევის მაღალ ძაბვას, ხოლო დაბალი რეზისტენტობის სუბსტრატი ამცირებს სუბსტრატის წინააღმდეგობას, რითაც ამცირებს გაჯერების ძაბვის ვარდნას, რითაც მიიღწევა მაღალი რღვევის ძაბვა და მცირე ბალანსი წინააღმდეგობასა და წინააღმდეგობას შორის. მცირე ძაბვის ვარდნა.

გარდა ამისა, ეპიტაქსიის ტექნოლოგიები, როგორიცაა ორთქლის ფაზის ეპიტაქსია და თხევადი ფაზის ეპიტაქსია GaAs-ისა და სხვა III-V, II-VI და სხვა მოლეკულური ნაერთების ნახევარგამტარული მასალები, ასევე ძალიან განვითარდა და გახდა საფუძველი მიკროტალღური მოწყობილობების, ოპტოელექტრონული მოწყობილობებისა და ენერგიის უმეტესობისთვის. მოწყობილობები. წარმოებისთვის შეუცვლელი პროცესის ტექნოლოგიები, განსაკუთრებით მოლეკულური სხივისა და ლითონ-ორგანული ორთქლის ფაზის ეპიტაქსიის ტექნოლოგიის წარმატებული გამოყენება თხელ ფენებში, ზელატებში, კვანტურ ჭაბურღილებში, დაძაბულ ზელატებში და ატომური დონის თხელი ფენის ეპიტაქსია გახდა ნახევარგამტარების კვლევის ახალი სფერო. „ენერგეტიკული სარტყლის პროექტის“ განვითარებამ მყარი საფუძველი ჩაუყარა.

რაც შეეხება მესამე თაობის ნახევარგამტარ მოწყობილობებს, თითქმის ყველა ასეთი ნახევარგამტარული მოწყობილობა მზადდება ეპიტაქსიალურ ფენაზე და თავად სილიციუმის კარბიდის ვაფლი მხოლოდ სუბსტრატს ემსახურება. SiC ეპიტაქსიალური მასალის სისქე, ფონის მატარებლის კონცენტრაცია და სხვა პარამეტრები პირდაპირ განსაზღვრავს SiC მოწყობილობების სხვადასხვა ელექტრულ თვისებებს. სილიციუმის კარბიდის მოწყობილობები მაღალი ძაბვის აპლიკაციებისთვის აყენებენ ახალ მოთხოვნებს ისეთ პარამეტრებზე, როგორიცაა ეპიტაქსიალური მასალების სისქე და ფონის მატარებლის კონცენტრაცია. ამრიგად, სილიციუმის კარბიდის ეპიტაქსიალური ტექნოლოგია გადამწყვეტ როლს ასრულებს სილიციუმის კარბიდის მოწყობილობების სრულყოფილად გამოყენებაში. თითქმის ყველა SiC სიმძლავრის მოწყობილობის მომზადება ეფუძნება მაღალი ხარისხის SiC ეპიტაქსიალურ ვაფლებს. ეპიტაქსიალური ფენების წარმოება ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარული ინდუსტრიის მნიშვნელოვანი ნაწილია.