تفاوت بین بستر و اپیتاکسی چیست؟

در فرآیند تهیه ویفر، دو پیوند اصلی وجود دارد: یکی آماده سازی بستر، و دیگری اجرای فرآیند همپایی. بستر، ویفری که با دقت از مواد تک کریستال نیمه هادی ساخته شده است، می تواند به طور مستقیم در فرآیند تولید ویفر به عنوان پایه ای برای تولید دستگاه های نیمه هادی قرار داده شود، یا می توان آن را از طریق فرآیندهای اپیتاکسیال افزایش داد.

بنابراین، دلالت چیست؟ به طور خلاصه، اپیتاکسی رشد یک لایه جدید از تک کریستال روی یک بستر تک کریستالی است که به خوبی پردازش شده است (برش، آسیاب، پرداخت و غیره). این لایه تک کریستالی جدید و زیرلایه را می توان از یک ماده یا مواد مختلف ساخته شده، به طوری که رشد همگن یا هترواپیتاکسیال را می توان در صورت نیاز به دست آورد. از آنجایی که لایه تک کریستالی تازه رشد کرده مطابق با فاز کریستالی زیرلایه منبسط می شود، به آن لایه اپیتاکسیال می گویند. ضخامت آن به طور کلی تنها چند میکرون است. با در نظر گرفتن سیلیکون به عنوان مثال، رشد اپیتاکسیال سیلیکون به این صورت است که یک لایه سیلیکون با جهت کریستالی مشابه زیرلایه، مقاومت و ضخامت قابل کنترل، روی یک بستر تک کریستالی سیلیکونی با جهت کریستالی خاص رشد می‌کند. یک لایه تک کریستالی سیلیکونی با ساختار شبکه ای عالی. وقتی لایه اپیتاکسیال روی زیرلایه رشد می کند، کل آن ویفر اپیتاکسیال نامیده می شود.

برای صنعت نیمه هادی سیلیکونی سنتی، ساخت دستگاه های با فرکانس بالا و توان بالا به طور مستقیم بر روی ویفرهای سیلیکونی با برخی مشکلات فنی مواجه می شود. به عنوان مثال، دستیابی به الزامات ولتاژ شکست بالا، مقاومت سری کوچک و افت ولتاژ اشباع کوچک در ناحیه کلکتور دشوار است. معرفی تکنولوژی epitaxy این مشکلات را هوشمندانه حل می کند. راه حل این است که یک لایه اپیتاکسیال با مقاومت بالا بر روی یک بستر سیلیکونی با مقاومت کم، و سپس ساخت دستگاه ها بر روی لایه همپایی با مقاومت بالا. به این ترتیب لایه اپیتاکسیال با مقاومت بالا ولتاژ شکست بالایی را برای دستگاه فراهم می کند، در حالی که بستر با مقاومت پایین مقاومت زیرلایه را کاهش می دهد و در نتیجه افت ولتاژ اشباع را کاهش می دهد و در نتیجه به ولتاژ شکست بالا و تعادل کوچک بین مقاومت و مقاومت دست می یابد. افت ولتاژ کوچک

علاوه بر این، فناوری‌های اپیتاکسی مانند اپیتاکسی فاز بخار و اپیتاکسی فاز مایع GaAs و سایر مواد نیمه‌رسانای III-V، II-VI و سایر مواد ترکیبی مولکولی نیز بسیار توسعه یافته‌اند و پایه‌ای برای اکثر دستگاه‌های مایکروویو، دستگاه‌های اپتوالکترونیک و قدرت شده‌اند. دستگاه ها فن‌آوری‌های فرآیندی ضروری برای تولید، به‌ویژه کاربرد موفقیت‌آمیز پرتو مولکولی و فن‌آوری اپیتاکسی فاز بخار فلز-آلی در لایه‌های نازک، ابرشبکه‌ها، چاه‌های کوانتومی، ابرشبکه‌های کرنش‌شده و اپیتاکسی لایه نازک سطح اتمی، به حوزه جدیدی از تحقیقات نیمه‌رسانا تبدیل شده‌اند. توسعه "پروژه کمربند انرژی" یک پایه محکم ایجاد کرده است.

تا آنجا که به دستگاه های نیمه هادی نسل سوم مربوط می شود، تقریباً تمام این دستگاه های نیمه هادی بر روی لایه اپیتاکسیال ساخته می شوند و خود ویفر کاربید سیلیکون فقط به عنوان بستر عمل می کند. ضخامت مواد اپیتاکسیال SiC، غلظت حامل پس زمینه و سایر پارامترها به طور مستقیم خواص الکتریکی مختلف دستگاه های SiC را تعیین می کند. دستگاه‌های کاربید سیلیکون برای کاربردهای ولتاژ بالا الزامات جدیدی را برای پارامترهایی مانند ضخامت مواد اپیتاکسیال و غلظت حامل پس‌زمینه مطرح می‌کنند. بنابراین، فناوری اپیتاکسیال کاربید سیلیکون نقش تعیین کننده ای در استفاده کامل از عملکرد دستگاه های کاربید سیلیکون ایفا می کند. تهیه تقریباً تمام دستگاه های قدرت SiC بر اساس ویفرهای همپای SiC با کیفیت بالا است. تولید لایه های اپیتاکسیال بخش مهمی از صنعت نیمه هادی باندگپ گسترده است.