การใช้ซิลิคอนไนไตรด์ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์คืออะไร?

ซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4)เป็นสารประกอบที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากมีคุณสมบัติทางไฟฟ้า ความร้อน และทางกลที่เป็นเอกลักษณ์ ต่อไปนี้เป็นการใช้งานหลักของซิลิคอนไนไตรด์ในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์:

1. ฉนวนประตู:ซิลิคอนไนไตรด์มักใช้เป็นวัสดุฉนวนประตูในอุปกรณ์เมทัลออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOS) โดยทำหน้าที่เป็นชั้นอิเล็กทริกระหว่างอิเล็กโทรดเกทโลหะและซับสเตรตซิลิกอนที่อยู่ด้านล่าง ทำให้เกิดการแยกทางไฟฟ้า ซิลิคอนไนไตรด์มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง (ค่าอนุญาตสัมพัทธ์) และป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยมช่วยรักษาการควบคุมการไหลของประจุภายในอุปกรณ์

2. การสร้างฟิล์ม: ซิลิคอนไนไตรด์มักถูกใช้เป็นชั้นฟิล์มในเซมิคอนดักเตอร์เพื่อปกป้องโครงสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานจากการปนเปื้อนภายนอก ความชื้น และความเสียหายทางกายภาพ ช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความเสถียรในระยะยาวของอุปกรณ์โดยป้องกันการแพร่กระจายของสิ่งสกปรก ลดการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า และเป็นเกราะป้องกันการเคลื่อนที่ของไอออน

3. แผงกั้นการแพร่กระจาย: ซิลิคอนไนไตรด์สามารถทำหน้าที่เป็นชั้นกั้นเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสารเจือปนหรือสิ่งสกปรกจากชั้นข้างเคียงโดยไม่พึงประสงค์ สามารถใช้เพื่อแยกส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ป้องกันการโต้ตอบที่ไม่พึงประสงค์ และรับประกันการทำงานที่เหมาะสม

4. Etch Mask: ซิลิคอนไนไตรด์ทนทานต่อสารกัดกรดหลายชนิดที่ใช้กันทั่วไปในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ สามารถกำหนดรูปแบบและเลือกแกะสลักเพื่อสร้างโครงสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อนหรือเพื่อกำหนดรูปแบบสำหรับขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมา ความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับใช้เป็นมาสก์กัดกรดหรือฮาร์ดมาสก์ในกระบวนการพิมพ์หินและการกัดกรดต่างๆ

5. MEMS และเซ็นเซอร์: ซิลิคอนไนไตรด์พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกล (MEMS) และการใช้งานเซ็นเซอร์ คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม รวมถึงความแข็ง ความแข็งแรง และความต้านทานต่อการสึกหรอสูง ทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นวัสดุโครงสร้างในไมโครเซนเซอร์และไมโครแอคทูเอเตอร์

โดยรวม,ซิลิคอนไนไตรด์มีบทบาทสำคัญในการออกแบบ การผลิต และประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการแยกทางไฟฟ้า การป้องกัน และการปรับปรุงคุณลักษณะของอุปกรณ์ คุณสมบัติทำให้เป็นวัสดุอเนกประสงค์และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์