기판 및 에피택시

웨이퍼 준비 과정에는 두 가지 핵심 링크가 있습니다. 하나는 기판 준비이고 다른 하나는 에피택셜 프로세스의 구현입니다. 반도체 단결정 소재를 엄선해 만든 웨이퍼인 기판은 웨이퍼 제조 공정에 직접 투입돼 반도체 소자를 생산하는 기반이 될 수도 있고, 에피택셜 공정을 통해 성능을 더욱 높일 수도 있다.

그래서, 무엇입니까?에피택시? 간단히 말하면, 에피택시는 정밀 가공(절단, 연삭, 연마 등)된 단결정 기판 위에 새로운 단결정 층을 성장시키는 것입니다. 이 새로운 단결정과 기판은 동일한 물질로 만들 수도 있고 다른 물질로 만들 수도 있어 필요에 따라 동종 또는 이종 에피택시를 이룰 수 있다. 새로 성장한 단결정층은 기판의 결정상에 따라 팽창하기 때문에 이를 에피택셜층이라 부른다. 그 두께는 일반적으로 몇 미크론에 불과합니다. 실리콘을 예로 들면, 실리콘 에피텍셜 성장은 특정 결정 방향을 가진 실리콘 단결정 기판 위에 기판과 동일한 결정 방향, 제어 가능한 저항률 및 두께, 완벽한 격자 구조를 가진 실리콘 단결정 층을 성장시키는 것입니다. 기판 위에 에피택셜층이 성장하면 전체를 에피택셜 웨이퍼라고 부른다.

전통적인 실리콘 반도체 산업의 경우, 실리콘 웨이퍼에 직접 고주파 및 고전력 장치를 만드는 것은 높은 항복 전압, 작은 직렬 저항 및 컬렉터 영역의 작은 포화 전압 강하와 같은 기술적 어려움에 직면하게 됩니다. 에피택셜 기술의 도입은 이러한 문제를 교묘하게 해결합니다. 해결책은 저저항 실리콘 기판 위에 고저항 에피층을 성장시킨 후, 고저항 에피층 위에 소자를 만드는 것입니다. 이와 같이 고저항 에피층은 소자에 높은 항복전압을 제공하고, 저저항 기판은 기판의 저항을 감소시켜 포화전압 강하를 감소시켜 고항복전압과 저저항 간의 균형을 이룬다. 그리고 낮은 전압 강하.

게다가,에피택셜III-V, II-VI 및 GaAs와 같은 기타 분자 화합물 반도체 재료의 기상 에피택시 및 액상 에피택시와 같은 기술도 크게 발전하여 대부분의 마이크로파 장치, 광전자 장치, 전력 생산에 없어서는 안될 공정 기술이 되었습니다. 특히 박층, 초격자, 양자 우물, 변형된 초격자 및 원자 박층 에피택시에서 분자빔 및 금속 유기 기상 에피택시를 성공적으로 적용하여 "밴드 엔지니어링" 개발의 견고한 기반을 마련했습니다. , 반도체 연구의 새로운 분야.

3세대 반도체 소자의 경우, 이러한 반도체 소자는 거의 모두 에피택셜층에 만들어지며,탄화규소 웨이퍼그 자체는 기질로만 사용됩니다. SiC의 두께, 배경 캐리어 농도 등의 매개변수에피택셜재료는 SiC 장치의 다양한 전기적 특성을 직접적으로 결정합니다. 고전압 애플리케이션용 탄화규소 장치는 에피택셜 재료의 두께 및 배경 캐리어 농도와 같은 매개변수에 대한 새로운 요구 사항을 제시합니다. 따라서 탄화규소 에피택셜 기술은 탄화규소 소자의 성능을 최대한 발휘하는 데 결정적인 역할을 합니다. 거의 모든 SiC 파워 디바이스는 고품질을 기반으로 준비되어 있습니다.SiC 에피택셜 웨이퍼에피택셜 층의 생산은 와이드 밴드갭 반도체 산업의 중요한 부분입니다.