Apa kegunaan silikon nitrida dalam perangkat semikonduktor?

Silikon nitrida (Si3N4)adalah senyawa yang biasa digunakan pada perangkat semikonduktor karena sifat listrik, termal, dan mekaniknya yang unik. Berikut beberapa kegunaan utama silikon nitrida dalam teknologi semikonduktor:

1. Insulator Gerbang:Silikon nitridasering digunakan sebagai bahan isolator gerbang pada perangkat semikonduktor oksida logam (MOS). Ia bertindak sebagai lapisan dielektrik antara elektroda gerbang logam dan substrat silikon di bawahnya, menyediakan isolasi listrik. Silikon nitrida memiliki konstanta dielektrik yang tinggi (permitivitas relatif) dan secara efektif menghambat aliran arus listrik. Sifat isolasinya yang sangat baik membantu mempertahankan kendali atas aliran muatan di dalam perangkat.

2. Pasifasi: Silikon nitrida sering digunakan sebagai lapisan pasivasi dalam semikonduktor untuk melindungi struktur perangkat aktif dari kontaminan eksternal, kelembapan, dan kerusakan fisik. Ini membantu meningkatkan keandalan dan stabilitas perangkat dalam jangka panjang dengan mencegah penyebaran kotoran, mengurangi kebocoran arus, dan memberikan penghalang pelindung terhadap migrasi ion.

3. Penghalang Difusi: Silikon nitrida dapat bertindak sebagai lapisan penghalang untuk mencegah difusi dopan atau pengotor yang tidak diinginkan dari lapisan di sekitarnya. Ini dapat digunakan untuk mengisolasi berbagai wilayah perangkat semikonduktor, mencegah interaksi yang tidak diinginkan dan memastikan fungsionalitas yang tepat.

4. Masker Etch: Silikon nitrida tahan terhadap banyak etsa yang biasa digunakan dalam proses manufaktur semikonduktor. Itu dapat dipola dan diukir secara selektif untuk membuat struktur perangkat yang kompleks atau untuk menentukan pola untuk langkah pemrosesan selanjutnya. Ketahanannya terhadap etsa menjadikannya bahan yang ideal untuk digunakan sebagai masker etsa atau masker keras dalam berbagai proses litografi dan etsa.

5. MEMS dan Sensor: Silikon nitrida banyak digunakan dalam sistem mikroelektromekanis (MEMS) dan aplikasi sensor. Sifat mekaniknya yang sangat baik, termasuk kekerasan, kekuatan, dan ketahanan aus yang tinggi, membuatnya cocok untuk digunakan sebagai bahan struktural pada mikrosensor dan mikroaktuator.

Keseluruhan,silikon nitridamemainkan peran penting dalam desain, fabrikasi, dan kinerja perangkat semikonduktor, berkontribusi terhadap isolasi listrik, perlindungan, dan peningkatan karakteristik perangkat. Sifat-sifatnya menjadikannya material serbaguna dan banyak digunakan dalam industri semikonduktor.