Dalam proses penyiapan wafer, terdapat dua mata rantai inti: yang pertama adalah penyiapan substrat, dan yang lainnya adalah pelaksanaan proses epitaksial. Substrat, wafer yang dibuat dengan hati-hati dari bahan kristal tunggal semikonduktor, dapat langsung dimasukkan ke dalam proses pembuatan wafer sebagai dasar untuk memproduksi perangkat semikonduktor, atau dapat ditingkatkan lebih lanjut melalui proses epitaksi.
Lalu, apa itu denotasi? Singkatnya, epitaksi adalah tumbuhnya lapisan baru kristal tunggal pada substrat kristal tunggal yang telah diproses secara halus (pemotongan, penggilingan, pemolesan, dll). Lapisan kristal tunggal baru dan substratnya dapat dibuat dari bahan yang sama atau bahan berbeda, sehingga pertumbuhan homogen atau heteroepitaksial dapat dicapai sesuai kebutuhan. Karena lapisan kristal tunggal yang baru tumbuh akan mengembang sesuai dengan fase kristal substrat, maka disebut lapisan epitaksial. Ketebalannya umumnya hanya beberapa mikron. Mengambil silikon sebagai contoh, pertumbuhan epitaksi silikon adalah menumbuhkan lapisan silikon dengan orientasi kristal yang sama dengan substrat, resistivitas dan ketebalan yang dapat dikontrol, pada substrat kristal tunggal silikon dengan orientasi kristal tertentu. Lapisan kristal tunggal silikon dengan struktur kisi sempurna. Ketika lapisan epitaksi ditumbuhkan pada substrat, keseluruhannya disebut wafer epitaksi.
Untuk industri semikonduktor silikon tradisional, pembuatan perangkat frekuensi tinggi dan berdaya tinggi langsung pada wafer silikon akan menghadapi beberapa kesulitan teknis. Misalnya, persyaratan tegangan tembus yang tinggi, resistansi seri yang kecil, dan penurunan tegangan saturasi yang kecil di area kolektor sulit dicapai. Pengenalan teknologi epitaksi secara cerdik memecahkan masalah ini. Solusinya adalah dengan menumbuhkan lapisan epitaksi resistivitas tinggi pada substrat silikon resistivitas rendah, dan kemudian membuat perangkat pada lapisan epitaksi resistivitas tinggi. Dengan cara ini, lapisan epitaksial resistivitas tinggi memberikan tegangan tembus yang tinggi untuk perangkat, sedangkan substrat dengan resistivitas rendah mengurangi resistansi substrat, sehingga mengurangi penurunan tegangan saturasi, sehingga mencapai tegangan tembus yang tinggi dan keseimbangan kecil antara resistansi dan penurunan tegangan kecil.
Selain itu, teknologi epitaksi seperti epitaksi fase uap dan epitaksi fase cair dari GaAs dan bahan semikonduktor senyawa molekul III-V, II-VI dan lainnya juga telah berkembang pesat dan telah menjadi dasar bagi sebagian besar perangkat gelombang mikro, perangkat optoelektronik, dan listrik. perangkat. Teknologi proses yang sangat diperlukan untuk produksi, terutama keberhasilan penerapan teknologi epitaksi berkas molekul dan fase uap logam-organik pada lapisan tipis, superlattice, sumur kuantum, superlattice tegang, dan epitaksi lapisan tipis tingkat atom telah menjadi bidang baru penelitian semikonduktor. Pengembangan “Proyek Sabuk Energi” telah meletakkan dasar yang kokoh.
Mengenai perangkat semikonduktor generasi ketiga, hampir semua perangkat semikonduktor dibuat pada lapisan epitaksial, dan wafer silikon karbida itu sendiri hanya berfungsi sebagai substrat. Ketebalan bahan epitaksi SiC, konsentrasi pembawa latar belakang, dan parameter lainnya secara langsung menentukan berbagai sifat listrik perangkat SiC. Perangkat silikon karbida untuk aplikasi tegangan tinggi mengajukan persyaratan baru untuk parameter seperti ketebalan bahan epitaksi dan konsentrasi pembawa latar belakang. Oleh karena itu, teknologi epitaksi silikon karbida memainkan peran penting dalam memanfaatkan sepenuhnya kinerja perangkat silikon karbida. Persiapan hampir semua perangkat daya SiC didasarkan pada wafer epitaksi SiC berkualitas tinggi. Produksi lapisan epitaksi merupakan bagian penting dari industri semikonduktor celah pita lebar.
Waktu posting: 06-Mei-2024