Wat is het gebruik van siliciumnitride in halfgeleiderapparaten?

Siliciumnitride (Si3N4)is een verbinding die vaak wordt gebruikt in halfgeleiderapparaten vanwege zijn unieke elektrische, thermische en mechanische eigenschappen. Hier zijn enkele van de belangrijkste toepassingen van siliciumnitride in halfgeleidertechnologie:

1. Poortisolator:Siliciumnitridewordt vaak gebruikt als poortisolatiemateriaal in metaaloxide-halfgeleider (MOS) apparaten. Het fungeert als een diëlektrische laag tussen de metalen poortelektrode en het onderliggende siliciumsubstraat en zorgt voor elektrische isolatie. Siliciumnitride heeft een hoge diëlektrische constante (relatieve permittiviteit) en blokkeert effectief de stroom van elektrische stroom. De uitstekende isolerende eigenschappen helpen de controle te behouden over de ladingsstroom binnen het apparaat.

2. Passivering: Siliciumnitride wordt vaak gebruikt als passivatielaag in halfgeleiders om de actieve apparaatstructuur te beschermen tegen externe verontreinigingen, vocht en fysieke schade. Het helpt de betrouwbaarheid en stabiliteit van het apparaat op lange termijn te verbeteren door de diffusie van onzuiverheden te voorkomen, stroomlekken te verminderen en een beschermende barrière tegen ionenmigratie te bieden.

3. Diffusiebarrière: Siliciumnitride kan fungeren als een barrièrelaag om de ongewenste diffusie van doteermiddelen of onzuiverheden uit aangrenzende lagen te voorkomen. Het kan worden gebruikt om verschillende delen van een halfgeleiderapparaat te isoleren, waardoor ongewenste interacties worden voorkomen en een goede functionaliteit wordt gegarandeerd.

4. Etsmasker: Siliciumnitride is bestand tegen veel etsmiddelen die gewoonlijk worden gebruikt in halfgeleiderproductieprocessen. Het kan van een patroon worden voorzien en selectief worden geëtst om complexe apparaatstructuren te creëren of om patronen te definiëren voor daaropvolgende verwerkingsstappen. Door zijn etsweerstand is het een ideaal materiaal voor gebruik als etsmasker of hardmasker bij diverse lithografische en etsprocessen.

5. MEMS en sensoren: Siliciumnitride wordt veelvuldig gebruikt in micro-elektromechanische systemen (MEMS) en sensortoepassingen. De uitstekende mechanische eigenschappen, waaronder hoge hardheid, sterkte en slijtvastheid, maken het geschikt voor gebruik als structureel materiaal in microsensoren en microactuators.

Algemeen,siliciumnitridespeelt een cruciale rol bij het ontwerp, de fabricage en de prestaties van halfgeleiderapparaten en draagt ​​bij aan hun elektrische isolatie, bescherming en verbetering van de apparaateigenschappen. Zijn eigenschappen maken het tot een veelzijdig en veelgebruikt materiaal in de halfgeleiderindustrie.