U lancu industrije poluvodiča, posebno u lancu industrije poluvodiča treće generacije (širokopojasni poluvodič), postoje supstrati iepitaksijalnislojeva. Kakav je značajepitaksijalnisloj? Koja je razlika između podloge i supstrata?
Podloga je awafernapravljen od poluvodičkih monokristalnih materijala. Podloga može direktno ući uwaferproizvodna veza za proizvodnju poluvodičkih uređaja, ili se može obraditiepitaksijalniproces proizvodnje epitaksijalnih pločica. Podloga je dnowafer(izrežite oblatnu, možete dobiti jednu kockicu za drugom, a zatim je upakovati da postane legendarni čip) (u stvari, dno čipa je generalno prekriveno slojem zadnjeg zlata, koji se koristi kao "zemlja" veza, ali se izrađuje pozadinskim procesom), a baza koja nosi cjelokupnu potpornu funkciju (neboder u čipu je izgrađen na podlozi).
Epitaksija se odnosi na proces uzgoja novog monokristala na monokristalnoj podlozi koja je pažljivo obrađena rezanjem, brušenjem, poliranjem, itd. Novi monokristal može biti isti materijal kao i supstrat, ili može biti drugačiji materijal (homoepitaksijalni ili heteroepitaksialni).
Budući da novoformirani monokristalni sloj raste duž kristalne faze supstrata, naziva se epitaksijalni sloj (obično nekoliko mikrona debljine. Uzmimo silicijum kao primjer: značenje epitaksijalnog rasta silicijuma je da raste sloj kristala s dobrim integritetom strukture rešetke na silicijumskoj monokristalnoj podlozi određene kristalne orijentacije i različite otpornosti i debljine kao supstrat), a supstrat sa epitaksijalnim slojem naziva se epitaksijalna pločica (epitaksijalna pločica = epitaksijalni sloj + supstrat). Proizvodnja uređaja se vrši na epitaksijalnom sloju.
Epitaksijalnost se dijeli na homoepitaksijalnost i heteroepitaksijalnost. Homoepitaksijalnost je uzgoj epitaksijalnog sloja od istog materijala kao i supstrat na podlozi. Koji je značaj homoepitaksijalnosti? – Poboljšajte stabilnost i pouzdanost proizvoda. Iako je homoepitaksijalnost uzgoj epitaksijalnog sloja od istog materijala kao i supstrat, iako je materijal isti, može poboljšati čistoću materijala i ujednačenost površine pločice. U poređenju sa poliranim pločicama obrađenim mehaničkim poliranjem, supstrat obrađen epitaksijalnošću ima visoku ravnost površine, visoku čistoću, manje mikro defekata i manje površinskih nečistoća. Stoga je otpor ujednačeniji i lakše je kontrolirati površinske defekte kao što su površinske čestice, greške slaganja i dislokacije. Epitaxy ne samo da poboljšava performanse proizvoda, već i osigurava stabilnost i pouzdanost proizvoda.
Koje su prednosti postavljanja još jednog sloja atoma silicijuma epitaksija na podlogu silicijumske pločice? U CMOS silicijumskom procesu, epitaksijalni rast (EPI, epitaksijalni) na podlozi pločice je vrlo kritičan korak procesa.
1. Poboljšajte kvalitet kristala
Početni defekti i nečistoće podloge: Podloga za pločicu može imati određene nedostatke i nečistoće tokom procesa proizvodnje. Rast epitaksijalnog sloja može stvoriti visokokvalitetni sloj monokristalnog silikona s niskim defektima i koncentracijom nečistoća na podlozi, što je vrlo važno za kasniju proizvodnju uređaja. Ujednačena kristalna struktura: Epitaksijalni rast može osigurati ujednačeniju kristalnu strukturu, smanjiti utjecaj granica zrna i defekata u materijalu supstrata, i na taj način poboljšati kvalitet kristala cijele pločice.
2. Poboljšajte električne performanse
Optimizirajte karakteristike uređaja: Uzgajanjem epitaksijalnog sloja na podlozi, koncentracija dopinga i vrsta silicijuma mogu se precizno kontrolirati kako bi se optimizirale električne performanse uređaja. Na primjer, dopiranje epitaksijalnog sloja može precizno podesiti granični napon i druge električne parametre MOSFET-a. Smanjite struju curenja: visokokvalitetni epitaksijalni slojevi imaju manju gustinu defekata, što pomaže u smanjenju struje curenja u uređaju, čime se poboljšavaju performanse i pouzdanost uređaja.
3. Podrška naprednim procesnim čvorovima
Smanjenje veličine funkcije: U manjim procesnim čvorovima (kao što su 7nm, 5nm), veličina funkcije uređaja nastavlja da se smanjuje, zahtijevajući još rafiniranije i kvalitetnije materijale. Tehnologija epitaksijalnog rasta može ispuniti ove zahtjeve i podržati proizvodnju integriranih kola visokih performansi i visoke gustoće. Poboljšajte napon proboja: epitaksijalni sloj može biti dizajniran tako da ima veći napon proboja, što je kritično za proizvodnju uređaja velike snage i visokog napona. Na primjer, u energetskim uređajima, epitaksijalni sloj može povećati probojni napon uređaja i povećati siguran radni raspon.
4. Kompatibilnost procesa i višeslojna struktura
Višeslojna struktura: Tehnologija epitaksijalnog rasta omogućava da se višeslojne strukture uzgajaju na podlozi, a različiti slojevi mogu imati različite koncentracije i tipove dopinga. Ovo je vrlo korisno za proizvodnju složenih CMOS uređaja i postizanje trodimenzionalne integracije. Kompatibilnost: Proces epitaksijalnog rasta je veoma kompatibilan sa postojećim CMOS proizvodnim procesima i može se lako integrisati u postojeće proizvodne procese bez značajne modifikacije procesnih linija.
Vrijeme objave: Jul-16-2024