Aké je použitie nitridu kremíka v polovodičových zariadeniach?

Nitrid kremíka (Si3N4)je zlúčenina, ktorá sa bežne používa v polovodičových zariadeniach vďaka svojim jedinečným elektrickým, tepelným a mechanickým vlastnostiam. Tu sú niektoré z hlavných použití nitridu kremíka v polovodičovej technológii:

1. Izolátor brány:Nitrid kremíkasa často používa ako izolačný materiál hradla v zariadeniach typu metal-oxid-semiconductor (MOS). Pôsobí ako dielektrická vrstva medzi kovovou hradlovou elektródou a podkladovým kremíkovým substrátom, čím poskytuje elektrickú izoláciu. Nitrid kremíka má vysokú dielektrickú konštantu (relatívnu permitivitu) a účinne blokuje tok elektrického prúdu. Jeho vynikajúce izolačné vlastnosti pomáhajú udržiavať kontrolu nad tokom náboja v zariadení.

2. Pasivácia: Nitrid kremíka sa často používa ako pasivačná vrstva v polovodičoch na ochranu štruktúry aktívneho zariadenia pred vonkajšími nečistotami, vlhkosťou a fyzickým poškodením. Pomáha zlepšovať dlhodobú spoľahlivosť a stabilitu zariadenia tým, že zabraňuje difúzii nečistôt, znižuje únik prúdu a poskytuje ochrannú bariéru proti migrácii iónov.

3. Difúzna bariéra: Nitrid kremíka môže pôsobiť ako bariérová vrstva na zabránenie nežiaducej difúzie dopantov alebo nečistôt zo susedných vrstiev. Môže sa použiť na izoláciu rôznych oblastí polovodičového zariadenia, čím sa zabráni nežiaducim interakciám a zabezpečí sa správna funkčnosť.

4. Leptacia maska: Nitrid kremíka je odolný voči mnohým leptadlám bežne používaným v procesoch výroby polovodičov. Môže byť vzorovaný a selektívne leptaný na vytvorenie zložitých štruktúr zariadení alebo na definovanie vzorov pre následné kroky spracovania. Jeho odolnosť voči leptaniu z neho robí ideálny materiál na použitie ako leptacia maska ​​alebo tvrdá maska ​​v rôznych litografických a leptacích procesoch.

5. MEMS a senzory: Nitrid kremíka nachádza široké využitie v mikroelektromechanických systémoch (MEMS) a senzorových aplikáciách. Jeho vynikajúce mechanické vlastnosti vrátane vysokej tvrdosti, pevnosti a odolnosti voči opotrebovaniu ho predurčujú na použitie ako konštrukčný materiál v mikrosenzoroch a mikroaktuátoroch.

celkovonitrid kremíkahrá kľúčovú úlohu pri navrhovaní, výrobe a výkone polovodičových zariadení, prispieva k ich elektrickej izolácii, ochrane a zlepšovaniu charakteristík zariadení. Jeho vlastnosti z neho robia všestranný a široko používaný materiál v polovodičovom priemysle.