Việc sử dụng silicon nitride trong các thiết bị bán dẫn là gì?

Silicon nitrua (Si3N4)là một hợp chất thường được sử dụng trong các thiết bị bán dẫn do các tính chất cơ, nhiệt và điện độc đáo của nó. Dưới đây là một số ứng dụng chính của silicon nitride trong công nghệ bán dẫn:

1. Cổng cách điện:Silicon nitridethường được sử dụng làm vật liệu cách điện cổng trong các thiết bị bán dẫn oxit kim loại (MOS). Nó hoạt động như một lớp điện môi giữa điện cực cổng kim loại và chất nền silicon bên dưới, mang lại sự cách ly điện. Silicon nitride có hằng số điện môi cao (độ thấm tương đối) và ngăn chặn dòng điện một cách hiệu quả. Đặc tính cách điện tuyệt vời của nó giúp duy trì khả năng kiểm soát dòng điện tích trong thiết bị.

2. Thụ động: Silicon nitride thường được sử dụng làm lớp thụ động trong chất bán dẫn để bảo vệ cấu trúc thiết bị hoạt động khỏi các chất gây ô nhiễm, độ ẩm và hư hỏng vật lý bên ngoài. Nó giúp cải thiện độ tin cậy và ổn định lâu dài của thiết bị bằng cách ngăn chặn sự khuếch tán của tạp chất, giảm rò rỉ dòng điện và cung cấp hàng rào bảo vệ chống lại sự di chuyển của ion.

3. Rào cản khuếch tán: Silicon nitride có thể hoạt động như một lớp rào cản để ngăn chặn sự khuếch tán không mong muốn của chất dẫn xuất hoặc tạp chất từ ​​các lớp lân cận. Nó có thể được sử dụng để cách ly các vùng khác nhau của thiết bị bán dẫn, ngăn chặn các tương tác không mong muốn và đảm bảo chức năng phù hợp.

4. Mặt nạ Etch: Silicon nitride có khả năng chống lại nhiều chất ăn mòn thường được sử dụng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn. Nó có thể được tạo mẫu và khắc có chọn lọc để tạo ra các cấu trúc thiết bị phức tạp hoặc để xác định các mẫu cho các bước xử lý tiếp theo. Khả năng chống ăn mòn của nó làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sử dụng làm mặt nạ ăn mòn hoặc mặt nạ cứng trong các quy trình khắc và in thạch bản khác nhau.

5. MEMS và Cảm biến: Silicon nitride được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) và các ứng dụng cảm biến. Các đặc tính cơ học tuyệt vời của nó, bao gồm độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn cao, khiến nó phù hợp để sử dụng làm vật liệu kết cấu trong các bộ vi cảm biến và bộ truyền động vi mô.

Tổng thể,silicon nitrideđóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế, chế tạo và hoạt động của các thiết bị bán dẫn, góp phần cách ly điện, bảo vệ và nâng cao các đặc tính của thiết bị. Đặc tính của nó làm cho nó trở thành vật liệu linh hoạt và được sử dụng rộng rãi trong ngành bán dẫn.