Vad är användningen av kiselnitrid i halvledarenheter?

Kiselnitrid (Si3N4)är en förening som ofta används i halvledarenheter på grund av dess unika elektriska, termiska och mekaniska egenskaper. Här är några av de viktigaste användningsområdena för kiselnitrid i halvledarteknik:

1. Portisolator:Kiselnitridanvänds ofta som ett grindisolatormaterial i metall-oxid-halvledare (MOS)-enheter. Det fungerar som ett dielektriskt skikt mellan metallstyrelektroden och det underliggande kiselsubstratet, vilket ger elektrisk isolering. Kiselnitrid har en hög dielektricitetskonstant (relativ permittivitet) och blockerar effektivt flödet av elektrisk ström. Dess utmärkta isolerande egenskaper hjälper till att behålla kontrollen över laddningsflödet i enheten.

2. Passivering: Kiselnitrid används ofta som ett passiveringsskikt i halvledare för att skydda den aktiva enhetens struktur från externa föroreningar, fukt och fysisk skada. Det hjälper till att förbättra enhetens långsiktiga tillförlitlighet och stabilitet genom att förhindra spridning av föroreningar, minska strömläckage och tillhandahålla en skyddande barriär mot jonmigrering.

3. Diffusionsbarriär: Kiselnitrid kan fungera som ett barriärskikt för att förhindra oönskad diffusion av dopämnen eller föroreningar från närliggande skikt. Den kan användas för att isolera olika delar av en halvledarenhet, förhindra oönskade interaktioner och säkerställa korrekt funktionalitet.

4. Etsmask: Kiselnitrid är resistent mot många etsmedel som vanligtvis används vid tillverkning av halvledarprocesser. Den kan mönstras och selektivt etsas för att skapa komplexa enhetsstrukturer eller för att definiera mönster för efterföljande bearbetningssteg. Dess etsningsmotstånd gör det till ett idealiskt material för användning som etsmask eller hårdmask i olika litografi- och etsningsprocesser.

5. MEMS och sensorer: Kiselnitrid finner omfattande användning i mikroelektromekaniska system (MEMS) och sensorapplikationer. Dess utmärkta mekaniska egenskaper, inklusive höga hårdhet, styrka och motståndskraft mot slitage, gör den lämplig för användning som ett strukturmaterial i mikrosensorer och mikroaktuatorer.

Övergripande,kiselnitridspelar en avgörande roll i design, tillverkning och prestanda för halvledarenheter, vilket bidrar till deras elektriska isolering, skydd och förbättring av enhetens egenskaper. Dess egenskaper gör det till ett mångsidigt och allmänt använt material i halvledarindustrin.