सब्सट्रेट और एपिटेक्सी के बीच क्या अंतर है?

सेमीकंडक्टर उद्योग श्रृंखला में, विशेष रूप से तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर (वाइड बैंड गैप सेमीकंडक्टर) उद्योग श्रृंखला में, एक सब्सट्रेट और एपिटैक्सियल परत होगी, एपिटैक्सियल परत के अस्तित्व का क्या महत्व है? सब्सट्रेट से क्या अंतर है?

वेफर तैयार करने की प्रक्रिया में, दो मुख्य लिंक हैं: एक सब्सट्रेट की तैयारी है, और दूसरा एपिटैक्सियल तकनीक का कार्यान्वयन है। सब्सट्रेट, सेमीकंडक्टर मोनोक्रिस्टलाइन सामग्री से तैयार किया गया एक वेफर, सेमीकंडक्टर उपकरणों का उत्पादन करने के लिए वेफर निर्माण प्रक्रिया में सीधे इनपुट के आधार के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, या एपिटैक्सियल प्रक्रिया के माध्यम से प्रदर्शन को और बढ़ा सकता है।

तो, एपिटैक्सी क्या है? संक्षेप में, एपिटेक्सी एक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट के शीर्ष पर एकल क्रिस्टल की एक नई परत की वृद्धि है जिसे बारीक रूप से संसाधित किया गया है (कट, जमीन, पॉलिश, आदि)। नया एकल क्रिस्टल और सब्सट्रेट एक ही सामग्री या विभिन्न सामग्रियों का हो सकता है, ताकि आवश्यकतानुसार सजातीय या विषम एपिटैक्सी प्राप्त किया 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 केवल कुछ माइक्रोन होती है, उदाहरण के तौर पर सिलिकॉन को लेते हुए, सिलिकॉन एपिटैक्सी वृद्धि एक विशिष्ट क्रिस्टल दिशा के साथ सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर होती है, और फिर सब्सट्रेट के समान क्रिस्टल दिशा के साथ सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल परत की एक परत बढ़ती है, प्रतिरोधकता और मोटाई नियंत्रणीय है, और जाली संरचना एकदम सही है। जब एपिटैक्सियल परत सब्सट्रेट पर बढ़ती है, तो पूरे को एपिटैक्सियल शीट कहा जाता है।

पारंपरिक सिलिकॉन सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए, सीधे सिलिकॉन वेफर्स पर उच्च आवृत्ति वाले उच्च-शक्ति उपकरणों के उत्पादन में कुछ तकनीकी कठिनाइयों का सामना करना पड़ेगा, जैसे कि कलेक्टर क्षेत्र में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, छोटी श्रृंखला प्रतिरोध और छोटे संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप की आवश्यकताएं। एपिटेक्सी तकनीक की शुरूआत इन समस्याओं को कुशलता से हल करती है। समाधान यह है कि कम प्रतिरोधकता वाले सिलिकॉन सब्सट्रेट पर उच्च प्रतिरोधकता वाली एपिटैक्सियल परत विकसित की जाए, और फिर उच्च प्रतिरोधकता वाली एपिटैक्सियल परत पर उपकरणों का निर्माण किया जाए। 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 कर देता है, जिससे संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप कम हो जाता है, इस प्रकार उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और छोटे प्रतिरोध के बीच संतुलन प्राप्त होता है। और छोटा वोल्टेज ड्रॉप।

इसके अलावा, GaAs और अन्य Ⅲ-Ⅴ समूह, Ⅱ-Ⅵ समूह और वाष्प चरण एपिटैक्सी, तरल चरण एपिटैक्सी और अन्य एपिटैक्सी प्रौद्योगिकी के अन्य आणविक यौगिक अर्धचालक सामग्री भी काफी विकसित हुए हैं, माइक्रोवेव उपकरणों, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विशाल बहुमत बन गए हैं , बिजली उपकरण और अन्य अपरिहार्य प्रक्रिया प्रौद्योगिकी। विशेष रूप से, पतली परत, सुपरलैटिस, क्वांटम वेल, स्ट्रेन सुपरलैटिस और परमाणु-स्तर की पतली परत एपिटैक्सी में आणविक बीम और धातु-कार्बनिक गैस चरण एपिटैक्सी तकनीक के सफल अनुप्रयोग ने अर्धचालक अनुसंधान के एक नए क्षेत्र के विकास के लिए एक ठोस आधार तैयार किया है। "ऊर्जा बैंड इंजीनियरिंग"।

जहां तक ​​तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों का सवाल है, ये अर्धचालक उपकरण लगभग सभी एपिटैक्सियल परत पर बने होते हैं, और सिलिकॉन कार्बाइड वेफर ही केवल सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। SiC एपिटैक्सियल सामग्री की मोटाई, पृष्ठभूमि वाहक एकाग्रता और अन्य पैरामीटर सीधे SiC उपकरणों के विद्युत गुणों को निर्धारित करते हैं। उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों वाले सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों को एपिटैक्सियल सामग्री की मोटाई और पृष्ठभूमि वाहक एकाग्रता जैसे नए मापदंडों की आवश्यकता होती है। इसलिए, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सी तकनीक सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के प्रदर्शन के पूर्ण खेल में एक निर्णायक भूमिका निभाती है, लगभग सभी SiC बिजली उपकरण उच्च गुणवत्ता वाले SiC एपिटैक्सी शीट पर आधारित होते हैं, एपिटैक्सी परत उत्पादन वाइड बैंड गैप सेमीकंडक्टर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है उद्योग।

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