В чем разница между эпитаксиальными и диффузными пластинами

Как эпитаксиальные, так и диффузные пластины являются важными материалами в производстве полупроводников, но они существенно различаются по процессам изготовления и целевому применению. В этой статье рассматриваются ключевые различия между этими типами пластин.

1. Процесс изготовления:

Эпитаксиальные пластиныизготавливаются путем выращивания одного или нескольких слоев полупроводникового материала на подложке монокристаллического кремния. В этом процессе роста обычно используются методы химического осаждения из паровой фазы (CVD) или молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE). Эпитаксиальный слой может быть адаптирован к конкретным типам и концентрациям легирования для достижения желаемых электрических свойств.

С другой стороны, диффузные пластины изготавливаются путем введения атомов легирующей примеси в кремниевую подложку посредством процесса диффузии. Этот процесс обычно происходит при высоких температурах, позволяя легирующим примесям диффундировать в решетку кремния. Концентрация легирующей примеси и профиль глубины в диффузионных пластинах контролируются путем регулирования времени и температуры диффузии.

2. Приложения:

Эпитаксиальные пластиныв основном используются в высокопроизводительных полупроводниковых устройствах, таких как высокочастотные транзисторы, оптоэлектронные устройства и интегральные схемы.эпитаксиальный слойпредлагает превосходные электрические характеристики, такие как более высокая подвижность носителей и более низкая плотность дефектов, что имеет решающее значение для этих приложений.

Диффузные пластины преимущественно используются в маломощных и экономичных полупроводниковых устройствах, таких как низковольтные МОП-транзисторы и интегральные схемы КМОП. Более простой и менее дорогой процесс изготовления диффузии делает его подходящим для этих применений.

3. Различия в производительности:

Эпитаксиальные пластиныобычно демонстрируют превосходные электрические свойства по сравнению с диффузионными пластинами, включая более высокую подвижность носителей, меньшую плотность дефектов и повышенную термическую стабильность. Эти преимущества делают их идеальными для высокопроизводительных приложений.

Хотя диффузионные пластины могут иметь несколько худшие электрические свойства по сравнению с их эпитаксиальными аналогами, их производительность достаточна для многих применений. Кроме того, более низкая стоимость производства делает их конкурентоспособным выбором для маломощных и экономичных приложений.

4. Стоимость производства:

Изготовлениеэпитаксиальные пластиныявляется относительно сложным, требующим сложного оборудования и передовых технологий. Следовательно,эпитаксиальные пластиныпо своей сути более дороги в производстве.

Диффузные пластины, наоборот, требуют более простого процесса изготовления, в котором используются легкодоступное оборудование и технологии, что приводит к снижению производственных затрат.

5. Воздействие на окружающую среду:

Процесс изготовленияэпитаксиальные пластиныпотенциально может генерировать больше отходов и загрязняющих веществ из-за использования опасных химикатов и высокотемпературной обработки.

Производство диффузионных пластин, сравнительно, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, поскольку его можно достичь с использованием более низких температур и меньшего количества химикатов.

Заключение:

Эпитаксиальныйи диффузионные пластины обладают различными характеристиками с точки зрения процесса изготовления, областей применения, производительности, стоимости и воздействия на окружающую среду. Выбор между этими двумя типами пластин во многом зависит от требований конкретного приложения и бюджетных ограничений.