Нафора за полупроводничка подлога: Материјални својства на силициум, GaAs, SiC и GaN

01. Основи нанафора за полупроводничка подлога

1.1 Дефиниција за полупроводничка подлога

Полупроводничка подлога се однесува на основниот материјал што се користи во производството на полупроводнички уреди, обично еднокристални или поликристални материјали направени со високо прочистена и технологија за раст на кристали. Наполитанките од подлогата се обично тенки и цврсти лимови конструкции, на кои се произведуваат различни полупроводнички уреди и кола. Чистотата и квалитетот на подлогата директно влијаат на перформансите и сигурноста на финалниот полупроводнички уред.

1.2 Улогата и полето на примена на наполитанките од подлогата

Наполитанките од подлогата играат витална улога во процесот на производство на полупроводници. Како основа на уредите и кола, наполитанките од подлогата не само што ја поддржуваат структурата на целиот уред, туку обезбедуваат неопходна поддршка во електрични, термички и механички аспекти. Неговите главни функции вклучуваат:

Механичка поддршка: Обезбедете стабилна структурна основа за поддршка на следните фази на производство.

Термичко управување: Помогнете да ја исфрлите топлината за да спречите прегревање да влијае на перформансите на уредот.

Електрични карактеристики: Влијаат на електричните својства на уредот, како што се спроводливоста, подвижноста на носачот итн.

Во однос на полињата за примена, наполитанките од подлогата се широко користени во:

Микроелектронски уреди: како што се интегрирани кола (IC), микропроцесори итн.

Оптоелектронски уреди: како што се LED диоди, ласери, фотодетектори итн.

Електронски уреди со висока фреквенција: како што се RF засилувачи, микробранови уреди итн.

Електронски уреди за напојување: како што се конвертори на моќност, инвертери итн.

02. Полупроводнички материјали и нивните својства

Силиконски (Si) супстрат

· Разликата помеѓу еднокристалниот силикон и поликристалниот силициум:

Силиконот е најчесто користен полупроводнички материјал, главно во форма на еднокристален силициум и поликристален силициум. Еднокристалниот силициум е составен од континуирана кристална структура, со висока чистота и карактеристики без дефекти, што е многу погодно за електронски уреди со високи перформанси. Поликристалниот силициум е составен од повеќе зрна, а меѓу зрната има граници на зрната. Иако трошоците за производство се ниски, електричните перформанси се слаби, па затоа обично се користат во некои сценарија за примена со ниски перформанси или големи размери, како што се соларни ќелии.

·Електронски својства и предности на силициумската подлога:

Силиконската подлога има добри електронски својства, како што се високата подвижност на носачот и умерениот енергетски јаз (1,1 eV), што го прави силиконот идеален материјал за производство на повеќето полупроводнички уреди.

Покрај тоа, силиконските подлоги ги имаат следните предности:

Висока чистота: Преку напредни техники за прочистување и раст, може да се добие монокристален силициум со многу висока чистота.

Ефективност на трошоците: Во споредба со другите полупроводнички материјали, силиконот има ниска цена и зрел производствен процес.

Формирање оксид: Силиконот природно може да формира слој од силициум диоксид (SiO2), кој може да послужи како добар изолационен слој во производството на уреди.

Подлога од галиум арсенид (GaAs).

· Високофреквентни карактеристики на GaAs:

Галиум арсенид е сложен полупроводник кој е особено погоден за електронски уреди со висока фреквенција и голема брзина поради неговата висока подвижност на електроните и широкиот процеп. GaAs уредите можат да работат на повисоки фреквенции со поголема ефикасност и пониски нивоа на бучава. Ова го прави GaAs важен материјал во апликациите за микробранови и милиметарски бранови.

· Примена на GaAs во оптоелектрониката и високофреквентните електронски уреди:

Поради неговиот директен опсег, GaAs е исто така широко користен во оптоелектронските уреди. На пример, материјалите GaAs се широко користени во производството на LED диоди и ласери. Дополнително, високата подвижност на електроните на GaAs прави да има добри перформанси во RF засилувачи, микробранови уреди и опрема за сателитска комуникација.

Супстрат од силициум карбид (SiC).

· Топлинска спроводливост и својства со висока моќност на SiC:

Силициум карбид е полупроводник со широк опсег со одлична топлинска спроводливост и електрично поле со висок распаѓање. Овие својства го прават SiC многу погоден за апликации со висока моќност и висока температура. SiC уредите можат стабилно да работат на напон и температури неколку пати повисоки од силиконските уреди.

· Предности на SiC во енергетските електронски уреди:

Подлогите на SiC покажуваат значителни предности кај електронските уреди за напојување, како што се помали загуби при прекинување и поголема ефикасност. Ова го прави SiC сè попопуларен во апликациите за конверзија на висока моќност, како што се електрични возила, ветерни и соларни инвертери. Покрај тоа, SiC е широко користен во воздушната и индустриската контрола поради неговата отпорност на висока температура.

Подлога од галиум нитрид (GaN).

· Висока подвижност на електрони и оптички својства на GaN:

Галиум нитрид е уште еден полупроводник со широк опсег со екстремно висока подвижност на електроните и силни оптички својства. Високата подвижност на електроните на GaN го прави многу ефикасен во апликации со висока фреквенција и висока моќност. Во исто време, GaN може да емитува светлина во ултравиолетовиот до видлив опсег, погоден за различни оптоелектронски уреди.

· Примена на GaN во моќни и оптоелектронски уреди:

На полето на енергетската електроника, уредите GaN се одлични во прекинувачките напојувања и RF засилувачи поради нивното големо електрично поле за распаѓање и малата отпорност на вклучување. Во исто време, GaN исто така игра важна улога во оптоелектронските уреди, особено во производството на LED диоди и ласерски диоди, промовирајќи го унапредувањето на технологиите за осветлување и прикажување.

· Потенцијал на материјали кои се појавуваат во полупроводници:

Со развојот на науката и технологијата, полупроводничките материјали како што се галиум оксид (Ga2O3) и дијамантот покажаа голем потенцијал. Галиум оксидот има ултра широк опсег (4,9 eV) и е многу погоден за електронски уреди со висока моќност, додека дијамантот се смета за идеален материјал за следната генерација на апликации со висока моќност и висока фреквенција поради неговата одлична термичка спроводливост и исклучително висока мобилност на носачот. Овие нови материјали се очекува да играат важна улога во идните електронски и оптоелектронски уреди.

03. Процес на производство на нафора

3.1 Технологија на раст на наполитанки од подлогата

3.1.1 Чохралски метод (ЦЗ метод)

Методот Czochralski е најчесто користен метод за производство на еднокристални силиконски наполитанки. Тоа се прави со потопување на семенски кристал во стопен силициум и потоа полека извлекување, така што растопениот силициум се кристализира на семениот кристал и прераснува во еден кристал. Овој метод може да произведе силициум со еден кристал со голема големина, висококвалитетен, кој е многу погоден за производство на интегрирани кола од големи размери.

3.1.2 Бриџман метод

Бриџман методот најчесто се користи за одгледување на сложени полупроводници, како што е галиум арсенид. Во овој метод, суровините се загреваат до стопена состојба во сад, а потоа полека се ладат за да формираат еден кристал. Бриџман методот може да ја контролира стапката на раст и насоката на кристалот и е погоден за производство на сложени сложени полупроводници.

3.1.3 Молекуларна епитаксија на зрак (MBE)

Епитаксијата на молекуларни зраци е технологија што се користи за одгледување на ултра тенки полупроводнички слоеви на подлоги. Формира висококвалитетни кристални слоеви со прецизно контролирање на молекуларните зраци од различни елементи во ултра-висока вакуумска средина и нивно таложење слој по слој на подлогата. Технологијата MBE е особено погодна за производство на високопрецизни квантни точки и ултра тенки хетероврзувачки структури.

3.1.4 Хемиско таложење на пареа (CVD)

Хемиско таложење на пареа е технологија за таложење на тенок филм што широко се користи во производството на полупроводници и други материјали со високи перформанси. CVD разложува гасовити прекурсори и ги депонира на површината на подлогата за да формира цврст филм. CVD технологијата може да произведе филмови со високо контролирана дебелина и состав, што е многу погодно за производство на сложени уреди.

3.2 Сечење и полирање на нафора

3.2.1 Технологија за сечење нафора со силикон

Откако ќе заврши растот на кристалот, големиот кристал ќе се исече на тенки парчиња за да стане обланда. Сечењето со силиконски нафора обично користи дијамантски сечила за пила или технологија за жичана пила за да се обезбеди точност на сечењето и да се намали загубата на материјалот. Процесот на сечење треба прецизно да се контролира за да се осигура дека дебелината и плошноста на површината на нафората ги исполнуваат барањата.

------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------

VeTek Semiconductor е професионален кинески производител на4° исклучена оска p-тип SiC нафора, 4H N тип SiC супстрат, и4H Полуизолациски тип SiC подлога.  VeTek Semiconductor е посветен на обезбедување напредни решенија за различниSiC нафорапроизводи за полупроводничка индустрија. 

Доколку ве интересираНафора за полупроводничка подлогаs, Ве молиме слободно контактирајте не директно.

Моб: +86-180 6922 0752

WhatsAPP: +86 180 6922 0752

Е-пошта: anny@veteksemi.com