半导体衬底 「初探半导体产业」“外延”之于“衬底”的意义

小编 2025-05-02 设计资源 23 0

「初探半导体产业」“外延”之于“衬底”的意义

在半导体产业链中,特别是第三代半导体(宽禁带半导体)产业链中,会出现“衬底”及“外延层”这两个词,在衬底上生长的外延层的有何意义?和衬底的区别是什么呢?

首先,

晶圆制备包括衬底制备和外延工艺两大环节

衬底(substrate)是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片,有硅、碳化硅、蓝宝石、氮化硅等材料 ,衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件,也可以进行外延工艺加工生产外延片。外延(epitaxy)是指在经过切、磨、抛等仔细加工的单晶衬底上生长一层新单晶的过程,新单晶可以与衬底为同一材料,也可以是不同材料(同质外延或者是异质外延)。由于新生单晶层按衬底晶相延伸生长,从而被称之为外延层(厚度通常为几微米),而长了外延层的衬底称为外延片(外延片=外延层+衬底) 。器件制作在外延层上展开。

对于传统的硅半导体产业链而言,在硅片上制作器件(特别是高频大功率)无法实现集电区高击穿电压,小串联电阻,小饱和压降要小的要求。而外延技术的发展则成功地解决了这一困难 。解决方案是在电阻极低的硅衬底上生长一层高电阻率外延层,器件制作在外延层上,这样高电阻率的外延层保证了管子有高的击穿电压。此外,GaAs等Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族以及其他分子化合物半导体材料的气相外延、液相外延等外延技术也都得到很大的发展,出现了分子束、金属有机气相外延技术。

就第三代半导体器件而言,这类半导体器件几乎都做在外延层上,碳化硅晶片本身只作为衬底。SiC外延材料的厚度、背景载流子浓度等参数直接决定着SiC器件的各项电学性能 。因此,碳化硅外延技术对于碳化硅器件性能的充分发挥具有决定性的作用,是宽禁带半导体产业重要的一环。

中图科技申请一种高深度微结构图形化半导体衬底及其制备方法专利,制备高深度微结构图形化半导体衬底

金融界 2024 年 8 月 30 日消息,天眼查知识产权信息显示,广东中图半导体科技股份有限公司申请一项名为“一种高深度微结构图形化半导体衬底及其制备方法“,公开号 CN202410621288.8,申请日期为 2024 年 5 月。

专利摘要显示,本发明涉及一种高深度微结构图形化半导体衬底及其制备方法,所述制备方法,包括以下步骤:S100:获取图形化半导体衬底;S200:采用物理气相沉积方法在图形化半导体衬底上进行差异性沉积,以备在图形化半导体衬底表面形成厚度不均的薄膜,S300:对所述薄膜进行刻蚀,使图形化半导体衬底的 C 面漏出,而图形化半导体衬底的凸起仍有薄膜覆盖;S400:步骤 S300 处理后得到的图形化半导体衬底进行选择性刻蚀,所述选择性刻蚀被配置为只能够对半导体衬底进行刻蚀而无法刻蚀薄膜,以备将半导体衬底上的图形刻蚀至所需高度和形状;S500:去除半导体衬底上的薄膜,获得高深度微结构图形化半导体衬底。

本文源自金融界

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