Jakie jest zastosowanie azotku krzemu w urządzeniach półprzewodnikowych?

Azotek krzemu (Si3N4)to związek powszechnie stosowany w urządzeniach półprzewodnikowych ze względu na jego unikalne właściwości elektryczne, termiczne i mechaniczne. Oto niektóre z głównych zastosowań azotku krzemu w technologii półprzewodników:

1. Izolator bramy:Azotek krzemujest często stosowany jako materiał izolatora bramki w urządzeniach metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowych (MOS). Działa jako warstwa dielektryczna pomiędzy metalową elektrodą bramkową a leżącym pod nią podłożem krzemowym, zapewniając izolację elektryczną. Azotek krzemu ma wysoką stałą dielektryczną (przenikalność względną) i skutecznie blokuje przepływ prądu elektrycznego. Jego doskonałe właściwości izolacyjne pomagają zachować kontrolę nad przepływem ładunku w urządzeniu.

2. Pasywacja: Azotek krzemu jest często stosowany jako warstwa pasywacyjna w półprzewodnikach w celu ochrony aktywnej struktury urządzenia przed zanieczyszczeniami zewnętrznymi, wilgocią i uszkodzeniami fizycznymi. Pomaga poprawić długoterminową niezawodność i stabilność urządzenia, zapobiegając dyfuzji zanieczyszczeń, zmniejszając upływ prądu i zapewniając barierę ochronną przed migracją jonów.

3. Bariera dyfuzyjna: Azotek krzemu może działać jako warstwa barierowa zapobiegająca niepożądanej dyfuzji domieszek lub zanieczyszczeń z sąsiednich warstw. Można go zastosować do izolowania różnych obszarów urządzenia półprzewodnikowego, zapobiegając niepożądanym interakcjom i zapewniając odpowiednią funkcjonalność.

4. Maska wytrawiająca: Azotek krzemu jest odporny na wiele środków trawiących powszechnie stosowanych w procesach produkcji półprzewodników. Można na nim wzorzyć i selektywnie trawić, aby tworzyć złożone struktury urządzeń lub definiować wzory dla kolejnych etapów przetwarzania. Odporność na trawienie sprawia, że ​​jest to idealny materiał do stosowania jako maska ​​wytrawiająca lub twarda maska ​​w różnych procesach litografii i trawienia.

5. MEMS i czujniki: Azotek krzemu znajduje szerokie zastosowanie w układach mikroelektromechanicznych (MEMS) i czujnikach. Doskonałe właściwości mechaniczne, w tym wysoka twardość, wytrzymałość i odporność na zużycie, sprawiają, że nadaje się do stosowania jako materiał konstrukcyjny w mikroczujnikach i mikrosiłownikach.

Ogólnie,azotek krzemuodgrywa kluczową rolę w projektowaniu, wytwarzaniu i działaniu urządzeń półprzewodnikowych, przyczyniając się do ich izolacji elektrycznej, ochrony i poprawy właściwości urządzeń. Jego właściwości sprawiają, że jest to materiał uniwersalny i szeroko stosowany w przemyśle półprzewodników.