W łańcuchu przemysłu półprzewodników, zwłaszcza w łańcuchu przemysłu półprzewodników trzeciej generacji (półprzewodników o szerokiej przerwie wzbronionej), istnieją substraty iepitaksjalnywarstwy. Jakie znaczenie maepitaksjalnywarstwa? Jaka jest różnica między podłożem a podłożem?
Podłoże to Aopłatekwykonane z półprzewodnikowych materiałów monokrystalicznych. Podłoże może bezpośrednio wejść doopłatekłącze produkcyjne do produkcji urządzeń półprzewodnikowych lub może być przetwarzaneepitaksjalnyproces wytwarzania płytek epitaksjalnych. Podłoże to dnoopłatek(przetnij płytkę, możesz zdobyć jedną kostkę za drugą, a następnie zapakuj ją tak, aby stała się legendarnym chipem) (w rzeczywistości spód chipa jest zwykle pokryty warstwą tylnego złota, używanego jako połączenie „masy”, ale jest on wykonany w procesie odwrotnym) oraz podstawę pełniącą całą funkcję nośną (wieżowiec w chipie jest budowany na podłożu).
Epitaksja odnosi się do procesu hodowli nowego monokryształu na podłożu monokrystalicznym, które zostało starannie obrobione poprzez cięcie, szlifowanie, polerowanie itp. Nowy monokryształ może być tym samym materiałem co podłoże lub może być innym materiałem (homoepitaksjalny lub heteroepitaksjalny).
Ponieważ nowo utworzona warstwa pojedynczego kryształu rośnie wzdłuż fazy krystalicznej podłoża, nazywa się ją warstwą epitaksjalną (zwykle o grubości kilku mikronów). Weźmy na przykład krzem: znaczenie epitaksjalnego wzrostu krzemu polega na wyhodowaniu warstwy kryształu o dobrej integralności struktury sieci na podłożu z monokrystalicznego krzemu o określonej orientacji kryształów i różnej rezystywności i grubości podłoża), a podłoże z warstwą epitaksjalną nazywa się płytką epitaksjalną (płytka epitaksjalna = warstwa epitaksjalna + podłoże). Produkcja urządzeń odbywa się na warstwie epitaksjalnej.
Epitaksjalność dzieli się na homoepitaksjalność i heteroepitaksjalność. Homoepitaksjalność polega na wyrośnięciu epitaksjalnej warstwy tego samego materiału co podłoże na podłożu. Jakie jest znaczenie homoepitaksjalizmu? – Popraw stabilność i niezawodność produktu. Chociaż homoepitaksjalność polega na wyhodowaniu warstwy epitaksjalnej tego samego materiału co podłoże, chociaż materiał jest taki sam, może poprawić czystość materiału i jednorodność powierzchni płytki. W porównaniu z polerowanymi płytkami poddanymi polerowaniu mechanicznemu, podłoże poddane epitaksjalizacji ma wysoką płaskość powierzchni, wysoką czystość, mniej mikrodefektów i mniej zanieczyszczeń powierzchniowych. Dlatego rezystywność jest bardziej jednolita i łatwiej jest kontrolować defekty powierzchni, takie jak cząstki powierzchniowe, wady ułożenia i dyslokacje. Epitaksja nie tylko poprawia wydajność produktu, ale także zapewnia stabilność i niezawodność produktu.
Jakie są korzyści z wykonania kolejnej warstwy atomów krzemu epitaksjalnie na podłożu z płytki krzemowej? W procesie krzemowym CMOS wzrost epitaksjalny (EPI, epitaksjalny) na podłożu płytki jest bardzo krytycznym etapem procesu.
1. Popraw jakość kryształów
Początkowe wady i zanieczyszczenia podłoża: Podłoże waflowe może wykazywać pewne wady i zanieczyszczenia podczas procesu produkcyjnego. Wzrost warstwy epitaksjalnej może wygenerować na podłożu wysokiej jakości monokrystaliczną warstwę krzemu o niskiej defektach i stężeniu zanieczyszczeń, co jest bardzo ważne dla późniejszej produkcji urządzenia. Jednolita struktura kryształu: wzrost epitaksjalny może zapewnić bardziej jednolitą strukturę kryształu, zmniejszyć wpływ granic ziaren i defektów w materiale podłoża, a tym samym poprawić jakość kryształów całej płytki.
2. Popraw wydajność elektryczną
Optymalizacja charakterystyki urządzenia: Narastając warstwę epitaksjalną na podłożu, można precyzyjnie kontrolować stężenie domieszki i rodzaj krzemu, aby zoptymalizować wydajność elektryczną urządzenia. Na przykład domieszkowanie warstwy epitaksjalnej może dokładnie dostosować napięcie progowe i inne parametry elektryczne MOSFET-u. Zmniejsz prąd upływowy: Wysokiej jakości warstwy epitaksjalne mają niższą gęstość defektów, co pomaga zmniejszyć prąd upływowy w urządzeniu, poprawiając w ten sposób wydajność i niezawodność urządzenia.
3. Obsługuj zaawansowane węzły procesowe
Zmniejszanie rozmiaru elementu: w mniejszych węzłach procesowych (takich jak 7 nm, 5 nm) rozmiar elementu urządzenia w dalszym ciągu się kurczy, co wymaga bardziej wyrafinowanych i wysokiej jakości materiałów. Technologia wzrostu epitaksjalnego może spełnić te wymagania i wspierać produkcję obwodów scalonych o wysokiej wydajności i dużej gęstości. Popraw napięcie przebicia: warstwę epitaksjalną można zaprojektować tak, aby miała wyższe napięcie przebicia, co ma kluczowe znaczenie w produkcji urządzeń o dużej mocy i wysokim napięciu. Na przykład w urządzeniach energetycznych warstwa epitaksjalna może zwiększyć napięcie przebicia urządzenia i zwiększyć bezpieczny zakres pracy.
4. Zgodność procesowa i struktura wielowarstwowa
Struktura wielowarstwowa: Technologia wzrostu epitaksjalnego umożliwia hodowanie struktur wielowarstwowych na podłożu, a różne warstwy mogą mieć różne stężenia i rodzaje domieszkowania. Jest to bardzo pomocne przy produkcji złożonych urządzeń CMOS i osiąganiu integracji trójwymiarowej. Kompatybilność: Proces wzrostu epitaksjalnego jest wysoce kompatybilny z istniejącymi procesami produkcyjnymi CMOS i można go łatwo zintegrować z istniejącymi procesami produkcyjnymi bez znaczącej modyfikacji linii technologicznych.
Czas publikacji: 16 lipca 2024 r