U lancu industrije poluvodiča, posebno u lancu industrije poluvodiča treće generacije (poluvodiča sa širokim pojasnim razmakom), postoje supstrati iepitaksijalnislojeva. Koji je značajepitaksijalnisloj? Koja je razlika između supstrata i supstrata?
Supstrat je anapolitankaizrađeni od poluvodičkih monokristalnih materijala. Supstrat može izravno ući unapolitankaproizvodna veza za proizvodnju poluvodičkih uređaja ili se može obraditiepitaksijalnipostupak za proizvodnju epitaksijalnih pločica. Podloga je dnonapolitanka(izrežite pločicu, možete dobiti jednu matricu za drugom, a zatim je zapakirati da postane legendarni čip) (zapravo, dno čipa je općenito presvučeno slojem pozadinskog zlata, koji se koristi kao "uzemljena" veza, ali se izrađuje u povratnom procesu), te baza koja nosi cjelokupnu nosivu funkciju (neboder u čipu je izgrađen na podlozi).
Epitaksija se odnosi na proces rasta novog monokristala na monokristalnoj podlozi koja je pažljivo obrađena rezanjem, brušenjem, poliranjem itd. Novi monokristal može biti isti materijal kao supstrat ili može biti drugačiji materijal (homoepitaksijalni ili heteroepitaksijalni).
Budući da novonastali monokristalni sloj raste duž kristalne faze supstrata, naziva se epitaksijalni sloj (obično debljine nekoliko mikrona. Uzmimo silicij kao primjer: značenje epitaksijalnog rasta silicija je uzgoj sloja kristala s dobrim integritetom strukture rešetke na podlozi od monokristala silicija s određenom orijentacijom kristala i različitim otporom i debljinom kao podloga), a podloga s epitaksijalnim slojem naziva se epitaksijalna pločica (epitaksijalna pločica = epitaksijalni sloj + supstrat). Proizvodnja uređaja se izvodi na epitaksijalnom sloju.
Epitaksijalnost se dijeli na homoepitaksijalnost i heteroepitaksijalnost. Homoepitaksijalnost je uzgoj epitaksijalnog sloja od istog materijala kao supstrat na supstratu. Koje je značenje 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 ploče. U usporedbi s poliranim pločicama obrađenim mehaničkim poliranjem, supstrat obrađen epitaksijalnošću ima visoku ravnost površine, visoku čistoću, manje mikrodefekata i manje površinskih nečistoća. Zbog toga je otpornost ujednačenija i lakše je kontrolirati površinske nedostatke kao što su površinske čestice, pogreške slaganja i dislokacije. Epitaksija ne samo da poboljšava performanse proizvoda, već također osigurava stabilnost i pouzdanost proizvoda.
Koje su prednosti stvaranja još jednog sloja atoma silicija epitaksijalno na podlozi silicijske pločice? U CMOS silikonskom procesu, epitaksijalni rast (EPI, epitaksijalni) na podlozi pločice vrlo je kritičan korak u procesu.
1. Poboljšajte kvalitetu kristala
Početni nedostaci i nečistoće supstrata: Supstrat pločice može imati određene nedostatke i nečistoće tijekom procesa proizvodnje. Rast epitaksijalnog sloja može generirati visokokvalitetni sloj monokristalnog silicija 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 nedostataka u materijalu supstrata i tako poboljšati kvalitetu kristala cijele pločice.
2. Poboljšajte električne performanse
Optimizirajte karakteristike uređaja: uzgojem epitaksijalnog sloja na podlozi, koncentracija dopinga i vrsta silicija mogu se precizno kontrolirati kako bi se optimizirala električna izvedba uređaja. Na primjer, dopiranje epitaksijalnog sloja može točno prilagoditi napon praga i druge električne parametre MOSFET-a. Smanjite struju curenja: Visokokvalitetni epitaksijalni slojevi imaju manju gustoću defekata, što pomaže u smanjenju struje curenja u uređaju, čime se poboljšava rad i pouzdanost uređaja.
3. Podržava napredne procesne čvorove
Smanjenje veličine značajki: U manjim procesnim čvorovima (kao što su 7nm, 5nm), veličina značajki uređaja nastavlja se smanjivati, zahtijevajući rafiniranije i visokokvalitetne materijale. Tehnologija epitaksijalnog rasta može zadovoljiti ove zahtjeve i podržati proizvodnju integriranih krugova visokih performansi i visoke gustoće. Poboljšanje probojnog napona: epitaksijalni sloj može se dizajnirati tako da ima viši probojni napon, 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 sigurno radno područje.
4. Kompatibilnost procesa i višeslojna struktura
Višeslojna struktura: Tehnologija epitaksijalnog rasta omogućuje uzgoj višeslojnih struktura na supstratu, a različiti slojevi mogu imati različite koncentracije i vrste dopinga. Ovo je vrlo korisno za proizvodnju složenih CMOS uređaja i postizanje trodimenzionalne integracije. Kompatibilnost: Proces epitaksijalnog rasta vrlo je kompatibilan s postojećim proizvodnim procesima CMOS-a i može se lako integrirati u postojeće proizvodne procese bez značajne izmjene procesnih linija.
Vrijeme objave: 16. srpnja 2024