Substratua eta Epitaxia

Obleak prestatzeko prozesuan, bi lotura nagusi daude: bata substratua prestatzea da, eta bestea prozesu epitaxialaren ezarpena. Substratua, kristal bakarreko material erdieroalez egindako oblea, zuzenean sar daiteke obleen fabrikazio-prozesuan oinarri gisa gailu erdieroaleak ekoizteko, edo prozesu epitaxialaren bidez errendimendua areagotzeko.

Beraz, zer daepitaxia? Laburbilduz, epitaxia kristal bakarreko geruza berri bat haztea da, fin prozesatu den substratu kristal bakarrean (ebaketa, artezketa, leunketa, etab.). Kristal bakar berri hau eta substratua material berdinez edo material ezberdinez egin daitezke, horrela behar den moduan epitaxia homogeneoa edo heterogeneoa lor daiteke. Hazi berria den kristal bakarreko geruza substratuaren kristal-fasearen arabera hedatuko denez, geruza epitaxial deritzo. Bere lodiera, oro har, mikra gutxi batzuetakoa da. Silizioa adibide gisa hartuta, silizio-hazkunde epitaxiala siliziozko kristal bakarreko geruza geruza bat haztea da, substratuaren orientazio kristal berdinarekin, erresistentzia eta lodiera kontrolagarriak eta sare-egitura perfektua kristalezko orientazio zehatz batekin siliziozko kristal bakarreko substratu batean. Geruza epitaxiala substratuan hazten denean, osoari oblea epitaxiala deitzen zaio.

Siliziozko erdieroaleen industria tradizionalarentzat, maiztasun handiko eta potentzia handiko gailuak zuzenean siliziozko obleetan egiteak zailtasun tekniko batzuk izango ditu, hala nola, matxura-tentsio handia, serie txikiko erresistentzia eta saturazio-tentsio-jaitsiera txikia biltzaileen eskualdean lortzea zaila da. Teknologia epitaxialaren sarrerak trebeki konpontzen ditu arazo hauek. Irtenbidea erresistentzia handiko geruza epitaxial bat haztea da, erresistentzia baxuko silizio-substratu batean, eta gero gailuak egitea erresistentzia handiko geruza epitaxialean. Modu honetan, erresistentzia handiko geruza epitaxialak matxura-tentsio handia ematen dio gailuari, eta erresistentzia baxuko substratuak substratuaren erresistentzia murrizten du, eta, horrela, saturazio-tentsio-jaitsiera murrizten du, matxura-tentsio altuaren eta erresistentzia baxuaren arteko oreka lortuz. eta tentsio jaitsiera baxua.

Horrez gain,epitaxialalurrun faseko epitaxia eta fase likidoko epitaxia III-V, II-VI eta beste material konposatu molekular erdieroaleak, hala nola GaAs bezalako teknologiak ere asko garatu dira eta ezinbesteko prozesu teknologia bihurtu dira mikrouhin-gailu, gailu optoelektroniko eta potentzia gehien ekoizteko. gailuak, etab., batez ere izpi molekularra eta metal organiko lurrun-fasearen epitaxia arrakastaz aplikatzea geruza meheetan, supersareak, putzu kuantikoetan, supersare tenkatuetan eta geruza mehe atomikoaren epitaxia, "banden ingeniaritza" garatzeko oinarri sendoak ezarri dituena. , erdieroaleen ikerketaren eremu berri bat.

Hirugarren belaunaldiko gailu erdieroaleei dagokienez, horrelako gailu erdieroaleak ia guztiak geruza epitaxialean egiten dira, etasilizio karburozko ostiabera substratu gisa bakarrik erabiltzen da. SiC-ren lodiera eta hondo-eramailearen kontzentrazioa bezalako parametroakepitaxialaamaterialek zuzenean determinatzen dituzte SiC gailuen hainbat propietate elektriko. Tentsio handiko aplikazioetarako silizio karburoko gailuek parametroetarako baldintza berriak ezartzen dituzte, hala nola, material epitaxialen lodiera eta hondo-eramailearen kontzentrazioa. Hori dela eta, silizio-karburoaren epitaxia-teknologiak zeregin erabakigarria du silizio-karburoko gailuen errendimendua guztiz gauzatzeko. SiC potentzia-gailu ia guztiak kalitate handiko prestatzen diraSiC obleak epitaxialak, eta geruza epitaxialen ekoizpena banda zabaleko erdieroaleen industriaren zati garrantzitsu bat da.