Jaké je použití nitridu křemíku v polovodičových součástkách?

Nitrid křemíku (Si3N4)je sloučenina, která se běžně používá v polovodičových součástkách díky svým jedinečným elektrickým, tepelným a mechanickým vlastnostem. Zde jsou některé z hlavních použití nitridu křemíku v polovodičové technologii:

1. Izolátor brány:Nitrid křemíkuse často používá jako izolační materiál hradla v zařízeních typu metal-oxid-semiconductor (MOS). Působí jako dielektrická vrstva mezi kovovou hradlovou elektrodou a podkladovým křemíkovým substrátem a zajišťuje elektrickou izolaci. Nitrid křemíku má vysokou dielektrickou konstantu (relativní permitivitu) a účinně blokuje tok elektrického proudu. Jeho vynikající izolační vlastnosti pomáhají udržet kontrolu nad tokem náboje uvnitř zařízení.

2. Pasivace: Nitrid křemíku se často používá jako pasivační vrstva v polovodičích k ochraně struktury aktivního zařízení před vnějšími nečistotami, vlhkostí a fyzickým poškozením. Pomáhá zlepšit dlouhodobou spolehlivost a stabilitu zařízení tím, že zabraňuje difúzi nečistot, snižuje únik proudu a poskytuje ochrannou bariéru proti migraci iontů.

3. Difúzní bariéra: Nitrid křemíku může působit jako bariérová vrstva, která zabraňuje nežádoucí difúzi příměsí nebo nečistot ze sousedních vrstev. Může být použit k izolaci různých oblastí polovodičového zařízení, čímž se zabrání nežádoucím interakcím a zajistí se správná funkčnost.

4. Leptací maska: Nitrid křemíku je odolný vůči mnoha leptadlům běžně používaným v procesech výroby polovodičů. Může být vzorován a selektivně leptán, aby se vytvořily složité struktury zařízení nebo aby se definovaly vzory pro následné kroky zpracování. Jeho odolnost proti leptání z něj činí ideální materiál pro použití jako leptací maska ​​nebo tvrdá maska ​​v různých litografických a leptacích procesech.

5. MEMS a senzory: Nitrid křemíku nachází široké využití v mikroelektromechanických systémech (MEMS) a senzorových aplikacích. Jeho vynikající mechanické vlastnosti, včetně vysoké tvrdosti, pevnosti a odolnosti proti opotřebení, jej činí vhodným pro použití jako konstrukční materiál v mikrosenzorech a mikroaktuátorech.

Celkově,nitrid křemíkuhraje klíčovou roli při návrhu, výrobě a výkonu polovodičových součástek, přispívá k jejich elektrické izolaci, ochraně a vylepšení vlastností zařízení. Jeho vlastnosti z něj dělají všestranný a široce používaný materiál v polovodičovém průmyslu.