V řetězci polovodičového průmyslu, zejména v průmyslovém řetězci polovodičů třetí generace (polovodič se širokým pásmovým odstupem), existují substráty aepitaxnívrstvy. Jaký je významepitaxnívrstva? Jaký je rozdíl mezi substrátem a substrátem?
Substrát je aoplatkavyrobené z polovodičových monokrystalických materiálů. Substrát může přímo vstupovat dooplatkavýrobní odkaz na výrobu polovodičových součástek, nebo jej lze zpracovatepitaxníproces výroby epitaxních plátků. Substrát je spodní částoplatka(odřízněte plátek, můžete získat jednu kostku za druhou a poté ji zabalit, aby se stal legendárním čipem) (ve skutečnosti je spodní část čipu obecně pokovena vrstvou zadního zlata, která se používá jako „zemní“ spojení, ale vyrábí se zpětným procesem) a základna, která nese celou podpůrnou funkci (mrakodrap v čipu je postaven na substrátu).
Epitaxe označuje proces růstu nového monokrystalu na monokrystalovém substrátu, který byl pečlivě zpracován řezáním, broušením, leštěním atd. Nový monokrystal může být ze stejného materiálu jako substrát, nebo to může být jiný materiál (homoepitaxní nebo heteroepitaxní).
Protože nově vytvořená vrstva monokrystalu roste podél krystalové fáze substrátu, nazývá se epitaxní vrstva (obvykle několik mikronů tlustá. Vezměme si jako příklad křemík: smyslem epitaxního růstu křemíku je růst vrstvy krystalu s dobrou integritou mřížkové struktury na křemíkovém monokrystalovém substrátu s určitou orientací krystalu a rozdílným měrným odporem a tloušťkou jako substrát) a substrát s epitaxní vrstvou se nazývá epitaxní wafer (epitaxiální wafer = epitaxní vrstva + substrát). Výroba zařízení se provádí na epitaxní vrstvě.
Epitaxialita se dělí na homoepitaxialitu a heteroepitaxialitu. Homoepitaxialita je růst epitaxní vrstvy ze stejného materiálu jako substrát na substrátu. Jaký je význam homoepitaxie? – Zlepšete stabilitu a spolehlivost produktu. Ačkoli homoepitaxita znamená růst epitaxní vrstvy ze stejného materiálu jako substrát, ačkoliv je materiál stejný, může zlepšit čistotu materiálu a jednotnost povrchu destičky. Ve srovnání s leštěnými destičkami zpracovanými mechanickým leštěním má substrát zpracovaný epitaxií vysokou rovinnost povrchu, vysokou čistotu, méně mikrodefektů a méně povrchových nečistot. Proto je měrný odpor rovnoměrnější a je snazší kontrolovat povrchové defekty, jako jsou povrchové částice, vrstvené chyby a dislokace. Epitaxe nejen zlepšuje výkon produktu, ale také zajišťuje stabilitu a spolehlivost produktu.
Jaké jsou výhody vytvoření další vrstvy atomů křemíku epitaxní na substrátu křemíkové destičky? V procesu křemíku CMOS je epitaxní růst (EPI, epitaxial) na waferovém substrátu velmi kritickým procesním krokem.
1. Zlepšete kvalitu krystalů
Počáteční vady substrátu a nečistoty: Substrát oplatky může mít během výrobního procesu určité vady a nečistoty. Růst epitaxní vrstvy může generovat vysoce kvalitní monokrystalickou křemíkovou vrstvu na substrátu s nízkou vadou a koncentrací nečistot, což je velmi důležité pro následnou výrobu zařízení. Jednotná krystalová struktura: Epitaxní růst může zajistit jednotnější krystalovou strukturu, snížit vliv hranic zrn a defektů v materiálu substrátu, a tím zlepšit kvalitu krystalů celé destičky.
2. Zlepšení elektrického výkonu
Optimalizujte vlastnosti zařízení: Narůstáním epitaxní vrstvy na substrátu lze přesně řídit koncentraci dopingu a typ křemíku, aby se optimalizoval elektrický výkon zařízení. Například dotování epitaxní vrstvy může přesně upravit prahové napětí a další elektrické parametry MOSFET. Snížení svodového proudu: Vysoce kvalitní epitaxní vrstvy mají nižší hustotu defektů, což pomáhá snižovat svodový proud v zařízení, čímž se zlepšuje výkon a spolehlivost zařízení.
3. Podpora pokročilých procesních uzlů
Snížení velikosti prvků: V menších procesních uzlech (jako je 7nm, 5nm) se velikost prvků zařízení nadále zmenšuje, což vyžaduje rafinovanější a vysoce kvalitní materiály. Technologie epitaxního růstu může tyto požadavky splnit a podporovat vysoce výkonnou a vysokohustotní výrobu integrovaných obvodů. Zlepšení průrazného napětí: Epitaxní vrstva může být navržena tak, aby měla vyšší průrazné napětí, což je rozhodující pro výrobu vysoce výkonných a vysokonapěťových zařízení. Například u výkonových zařízení může epitaxní vrstva zvýšit průrazné napětí zařízení a zvýšit bezpečný provozní rozsah.
4. Kompatibilita procesů a vícevrstvá struktura
Vícevrstvá struktura: Technologie epitaxního růstu umožňuje růst vícevrstvých struktur na substrátu a různé vrstvy mohou mít různé koncentrace a typy dopingu. To je velmi užitečné pro výrobu složitých zařízení CMOS a dosažení trojrozměrné integrace. Kompatibilita: Proces epitaxního růstu je vysoce kompatibilní se stávajícími výrobními procesy CMOS a lze jej snadno integrovat do stávajících výrobních procesů, aniž by bylo nutné významně upravovat výrobní linky.
Čas odeslání: 16. července 2024