Hva er bruken av silisiumnitrid i halvlederenheter?

Silisiumnitrid (Si3N4)er en forbindelse som ofte brukes i halvlederenheter på grunn av dens unike elektriske, termiske og mekaniske egenskaper. Her er noen av de viktigste bruksområdene for silisiumnitrid i halvlederteknologi:

1. Portisolator:Silisiumnitridbrukes ofte som et portisolasjonsmateriale i metall-oksid-halvleder (MOS)-enheter. Det fungerer som et dielektrisk lag mellom metallportelektroden og det underliggende silisiumsubstratet, og gir elektrisk isolasjon. Silisiumnitrid har en høy dielektrisk konstant (relativ permittivitet) og blokkerer effektivt strømmen av elektrisk strøm. Dens utmerkede isolerende egenskaper bidrar til å opprettholde kontroll over ladestrømmen i enheten.

2. Passivering: Silisiumnitrid brukes ofte som et passiveringslag i halvledere for å beskytte den aktive enhetsstrukturen mot eksterne forurensninger, fuktighet og fysisk skade. Det bidrar til å forbedre den langsiktige påliteligheten og stabiliteten til enheten ved å forhindre diffusjon av urenheter, redusere strømlekkasje og gi en beskyttende barriere mot ionemigrering.

3. Diffusjonsbarriere: Silisiumnitrid kan fungere som et barrierelag for å forhindre uønsket diffusjon av dopingmidler eller urenheter fra nabolag. Den kan brukes til å isolere forskjellige områder av en halvlederenhet, forhindre uønskede interaksjoner og sikre riktig funksjonalitet.

4. Etsemaske: Silisiumnitrid er motstandsdyktig mot mange etsemidler som vanligvis brukes i halvlederproduksjonsprosesser. Den kan mønstres og selektivt etses for å lage komplekse enhetsstrukturer eller for å definere mønstre for påfølgende prosesseringstrinn. Etsemotstanden gjør det til et ideelt materiale for bruk som etsemaske eller hardmaske i ulike litografi- og etseprosesser.

5. MEMS og sensorer: Silisiumnitrid finner utstrakt bruk i mikroelektromekaniske systemer (MEMS) og sensorapplikasjoner. Dens utmerkede mekaniske egenskaper, inkludert høy hardhet, styrke og motstand mot slitasje, gjør den egnet for bruk som et strukturelt materiale i mikrosensorer og mikroaktuatorer.

Alt i alt,silisiumnitridspiller en avgjørende rolle i design, fabrikasjon og ytelse av halvlederenheter, og bidrar til deres elektriske isolasjon, beskyttelse og forbedring av enhetens egenskaper. Egenskapene gjør det til et allsidig og mye brukt materiale i halvlederindustrien.