सब्सट्रेट और एपिटेक्सी के बीच क्या अंतर है?

वेफर तैयारी प्रक्रिया में, दो मुख्य लिंक हैं: एक सब्सट्रेट की तैयारी है, और दूसरा एपिटैक्सियल प्रक्रिया का कार्यान्वयन है। सब्सट्रेट, सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल सामग्री से सावधानीपूर्वक तैयार किया गया एक वेफर, सेमीकंडक्टर उपकरणों के उत्पादन के आधार के रूप में सीधे वेफर निर्माण प्रक्रिया में डाला जा सकता है, या इसे एपिटैक्सियल प्रक्रियाओं के माध्यम से और बढ़ाया जा सकता है।

तो, संकेतन क्या है? संक्षेप में, एपिटेक्सी एक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर एकल क्रिस्टल की एक नई परत की वृद्धि है जिसे बारीक रूप से संसाधित किया गया है (काटना, पीसना, पॉलिश करना, आदि)। यह नई एकल क्रिस्टल परत और सब्सट्रेट एक ही सामग्री या विभिन्न सामग्रियों से बनाई जा सकती है, ताकि आवश्यकतानुसार सजातीय या हेटेरोएपिटैक्सियल विकास 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 कुछ माइक्रोन ही होती है. एक उदाहरण के रूप में सिलिकॉन लेते हुए, सिलिकॉन एपिटैक्सियल विकास एक विशिष्ट क्रिस्टल अभिविन्यास के साथ सिलिकॉन एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर सब्सट्रेट, नियंत्रणीय प्रतिरोधकता और मोटाई के समान क्रिस्टल अभिविन्यास के साथ सिलिकॉन की एक परत विकसित करना है। उत्तम जाली संरचना वाली एक सिलिकॉन एकल क्रिस्टल परत। जब एपिटैक्सियल परत सब्सट्रेट पर विकसित हो जाती है, तो पूरे को एपिटैक्सियल वेफर कहा जाता है।

पारंपरिक सिलिकॉन सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए, सीधे सिलिकॉन वेफर्स पर उच्च-आवृत्ति और उच्च-शक्ति उपकरणों का निर्माण कुछ तकनीकी कठिनाइयों का सामना करेगा। उदाहरण के लिए, कलेक्टर क्षेत्र में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, छोटी श्रृंखला प्रतिरोध और छोटी संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप की आवश्यकताओं को प्राप्त करना मुश्किल है। एपिटेक्सी 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 उपकरणों का निर्माण करना 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 कर देता है, जिससे संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप कम हो जाता है, जिससे उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और प्रतिरोध के बीच छोटा संतुलन प्राप्त होता है। छोटा वोल्टेज ड्रॉप.

इसके अलावा, GaAs और अन्य III-V, II-VI और अन्य आणविक यौगिक अर्धचालक सामग्रियों की वाष्प चरण एपिटैक्सी और तरल चरण एपिटैक्सी जैसी एपिटैक्सी प्रौद्योगिकियां भी काफी विकसित हुई हैं और अधिकांश माइक्रोवेव उपकरणों, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और बिजली के लिए आधार बन गई हैं। उपकरण. उत्पादन के लिए अपरिहार्य प्रक्रिया प्रौद्योगिकियाँ, विशेष रूप से पतली परतों, सुपरलैटिस, क्वांटम कुओं, तनावपूर्ण सुपरलैटिस और परमाणु-स्तर की पतली परत एपिटैक्सी में आणविक बीम और धातु-कार्बनिक वाष्प चरण एपिटैक्सी प्रौद्योगिकी का सफल अनुप्रयोग अर्धचालक अनुसंधान का एक नया क्षेत्र बन गया है। "ऊर्जा बेल्ट परियोजना" के विकास ने एक ठोस नींव रखी है।

जहां तक ​​तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक उपकरणों का सवाल है, ऐसे लगभग सभी अर्धचालक उपकरण एपिटैक्सियल परत पर बने होते हैं, और सिलिकॉन कार्बाइड वेफर ही सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है। SiC एपिटैक्सियल सामग्री की मोटाई, पृष्ठभूमि वाहक एकाग्रता और अन्य पैरामीटर सीधे SiC उपकरणों के विभिन्न विद्युत गुणों को निर्धारित करते हैं। उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए सिलिकॉन कार्बाइड उपकरण एपिटैक्सियल सामग्री 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 का पूरी तरह से उपयोग करने में निर्णायक भूमिका निभाती है। लगभग सभी SiC पावर उपकरणों की तैयारी उच्च गुणवत्ता वाले SiC एपिटैक्सियल वेफर्स पर आधारित है। एपिटैक्सियल परतों का उत्पादन वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर उद्योग का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।