Quelle est la différence entre les plaquettes épitaxiales et diffuses

Les plaquettes épitaxiales et diffusées sont des matériaux essentiels dans la fabrication de semi-conducteurs, mais elles diffèrent considérablement par leurs processus de fabrication et leurs applications cibles. Cet article examine les principales distinctions entre ces types de plaquettes.

1. Processus de fabrication :

Plaquettes épitaxialessont fabriqués en faisant croître une ou plusieurs couches de matériau semi-conducteur sur un substrat de silicium monocristallin. Ce processus de croissance utilise généralement des techniques de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou d'épitaxie par jet moléculaire (MBE). La couche épitaxiale peut être adaptée avec des types et des concentrations de dopage spécifiques pour obtenir les propriétés électriques souhaitées.

Les tranches diffusées, quant à elles, sont fabriquées en introduisant des atomes dopants dans le substrat de silicium via un processus de diffusion. Ce processus se produit généralement à des températures élevées, permettant aux dopants de se diffuser dans le réseau de silicium. La concentration de dopant et le profil de profondeur dans les tranches diffusées sont contrôlés en ajustant le temps de diffusion et la température.

2. Candidatures :

Plaquettes épitaxialessont principalement utilisés dans les dispositifs semi-conducteurs hautes performances tels que les transistors haute fréquence, les dispositifs optoélectroniques et les circuits intégrés. Lecouche épitaxialeoffre des caractéristiques électriques supérieures telles qu'une mobilité plus élevée des porteurs et une densité de défauts plus faible, cruciales pour ces applications.

Les plaquettes diffusées sont principalement utilisées dans les dispositifs semi-conducteurs de faible consommation et économiques, tels que les MOSFET basse tension et les circuits intégrés CMOS. Le processus de fabrication de diffusion, plus simple et moins coûteux, le rend adapté à ces applications.

3. Différences de performances :

Plaquettes épitaxialesprésentent généralement des propriétés électriques supérieures à celles des tranches diffusées, notamment une mobilité des porteurs plus élevée, des densités de défauts plus faibles et une stabilité thermique améliorée. Ces avantages les rendent idéaux pour les applications hautes performances.

Même si les plaquettes diffusées peuvent avoir des propriétés électriques légèrement inférieures à celles de leurs homologues épitaxiales, leurs performances sont suffisantes pour de nombreuses applications. De plus, leur coût de fabrication inférieur en fait un choix compétitif pour les applications à faible consommation et sensibles aux coûts.

4. Coût de fabrication :

La fabrication deplaquettes épitaxialesest relativement complexe, nécessitant des équipements sophistiqués et des technologies avancées. Par conséquent,plaquettes épitaxialessont intrinsèquement plus chers à produire.

À l’inverse, les tranches diffusées impliquent un processus de fabrication plus simple qui utilise des équipements et des technologies facilement disponibles, ce qui entraîne un coût de fabrication inférieur.

5. Impact environnemental :

Le processus de fabrication deplaquettes épitaxialespeut potentiellement générer davantage de déchets et de polluants en raison de l’utilisation de produits chimiques dangereux et du traitement à haute température.

En comparaison, la fabrication de plaquettes par diffusion a un impact environnemental moindre car elle peut être réalisée en utilisant des températures plus basses et moins de produits chimiques.

Conclusion:

Épitaxieet les tranches diffusées possèdent des caractéristiques distinctes en termes de processus de fabrication, de domaines d'application, de performances, de coût et d'impact environnemental. Le choix entre ces deux types de plaquettes dépend fortement des exigences spécifiques de l'application et des contraintes budgétaires.