Puolijohdeteollisuuden ketjussa, erityisesti kolmannen sukupolven puolijohdeteollisuudessa (laajakaistainen puolijohde) teollisuusketjussa on substraatteja jaepitaksiaalinenkerroksia. Mikä merkitys onepitaksiaalinenkerros? Mitä eroa substraatilla ja alustalla on?
Substraatti on avohvelivalmistettu puolijohteisista yksikidemateriaaleista. Substraatti voi mennä suoraan sisäänvohvelivalmistuslinkki puolijohdelaitteiden valmistamiseksi, tai se voidaan käsitelläepitaksiaalinenprosessi epitaksiaalisten kiekkojen valmistamiseksi. Substraatti on pohjan pohjavohveli(leikkaa kiekko, voit saada yhden kuopan toisensa jälkeen ja sitten pakata siitä legendaariseksi siruksi) (itse asiassa sirun pohja on yleensä päällystetty kultakerroksella, jota käytetään "maaliittimenä", mutta se on tehty takaprosessissa), ja alusta, joka kantaa koko tukitoiminnon (sirun pilvenpiirtäjä on rakennettu alustalle).
Epitaksia tarkoittaa prosessia, jossa kasvatetaan uusi yksikiteinen yksikidealustalle, joka on huolellisesti käsitelty leikkaamalla, hiomalla, kiillottamalla jne. Uusi yksikide voi olla samaa materiaalia kuin substraatti tai se voi olla eri materiaalia (homoepitaksiaalinen tai heteroepitaksiaalinen).
Koska äskettäin muodostunut yksikidekerros kasvaa substraatin kidefaasia pitkin, sitä kutsutaan epitaksikerrokseksi (yleensä usean mikronin paksuinen. Otetaan esimerkiksi pii: piin epitaksiaalisen kasvun tarkoitus on kasvattaa kidekerros, jolla on hyvä hilarakenteen eheys). pii-yksikidealustalla, jolla on tietty kideorientaatio ja eri resistanssi ja paksuus alustana), ja substraattia, jossa on epitaksiaalinen kerros, kutsutaan epitaksiaaliseksi kiekoksi. (epitaksiaaltolevy = epitaksiaalinen kerros + substraatti). Laitteen valmistus tapahtuu epitaksiaalisella kerroksella.
Epitaksiaalisuus jaetaan homoepitaksiaalisuuteen ja heteroepitaksiaalisuuteen. Homoepitaksia on kasvattaa alustalle epitaksiaalinen kerros samaa materiaalia kuin substraatti. Mikä on homoepitaksiaalisuuden merkitys? – Paranna tuotteen vakautta ja luotettavuutta. Vaikka homoepitaksiaalisuuden on kasvatettava epitaksiaalinen kerros samasta materiaalista kuin substraatti, vaikka materiaali on sama, se voi parantaa materiaalin puhtautta ja kiekon pinnan tasaisuutta. Verrattuna mekaanisella kiillotuksella käsiteltyihin kiillotettuihin kiekkoihin, epitaksiaalisesti käsitellyllä alustalla on korkea pinnan tasaisuus, korkea puhtaus, vähemmän mikrovikoja ja vähemmän pinnan epäpuhtauksia. Siksi resistiivisyys on tasaisempi ja pintavirheitä, kuten pintahiukkasia, pinoamisvirheitä ja sijoiltaan siirtymiä, on helpompi hallita. Epitaxy ei ainoastaan paranna tuotteen suorituskykyä, vaan myös varmistaa tuotteen vakauden ja luotettavuuden.
Mitä hyötyä on toisen piiatomikerroksen tekemisestä epitaksiaalisesti piikiekkoalustalle? CMOS-piiprosessissa epitaksiaalinen kasvu (EPI, epitaksiaalinen) kiekkosubstraatilla on erittäin kriittinen prosessivaihe.
1. Paranna kristallin laatua
Alkuperäiset substraatin viat ja epäpuhtaudet: Kiekon alustassa voi olla tiettyjä vikoja ja epäpuhtauksia valmistusprosessin aikana. Epitaksiaalikerroksen kasvu voi tuottaa substraatille korkealaatuisen, vähän vikoja ja epäpuhtauksia sisältävän yksikiteisen piikerroksen, mikä on erittäin tärkeää myöhemmän laitteen valmistuksen kannalta. Tasainen kiderakenne: Epitaksiaalinen kasvu voi varmistaa tasaisemman kiderakenteen, vähentää raerajojen ja vikojen vaikutusta substraattimateriaalissa ja parantaa siten koko kiekon kidelaatua.
2. Paranna sähköistä suorituskykyä
Optimoi laitteen ominaisuudet: Kasvattamalla epitaksiaalista kerrosta substraatille, dopingpitoisuutta ja piin tyyppiä voidaan säätää tarkasti laitteen sähköisen suorituskyvyn optimoimiseksi. Esimerkiksi epitaksiaalikerroksen seostus voi säätää tarkasti MOSFETin kynnysjännitettä ja muita sähköisiä parametreja. Pienennä vuotovirtaa: Laadukkailla epitaksiaalisilla kerroksilla on pienempi vikatiheys, mikä auttaa vähentämään vuotovirtaa laitteessa ja parantamaan siten laitteen suorituskykyä ja luotettavuutta.
3. Tukee edistyneitä prosessisolmuja
Ominaisuuden koon pienentäminen: Pienemmissä prosessisolmuissa (kuten 7 nm, 5 nm) laitteen ominaisuuksien koko pienenee edelleen, mikä vaatii entistä hienostuneempia ja korkealaatuisempia materiaaleja. Epitaksiaalinen kasvuteknologia voi täyttää nämä vaatimukset ja tukea korkean suorituskyvyn ja tiheyden integroitujen piirien valmistusta. Paranna läpilyöntijännitettä: Epitaksiaalinen kerros voidaan suunnitella siten, että sillä on suurempi läpilyöntijännite, mikä on kriittistä suuritehoisten ja suurjännitelaitteiden valmistuksessa. Esimerkiksi teholaitteissa epitaksiaalinen kerros voi lisätä laitteen läpilyöntijännitettä ja lisätä turvallista toiminta-aluetta.
4. Prosessien yhteensopivuus ja monikerroksinen rakenne
Monikerroksinen rakenne: Epitaksiaalinen kasvuteknologia mahdollistaa monikerroksisten rakenteiden kasvattamisen alustalle, ja eri kerroksilla voi olla erilaisia seostuspitoisuuksia ja -tyyppejä. Tämä on erittäin hyödyllistä monimutkaisten CMOS-laitteiden valmistuksessa ja kolmiulotteisen integroinnin saavuttamisessa. Yhteensopivuus: Epitaksiaalinen kasvuprosessi on erittäin yhteensopiva olemassa olevien CMOS-valmistusprosessien kanssa ja voidaan helposti integroida olemassa oleviin valmistusprosesseihin muuttamatta merkittävästi prosessilinjoja.
Postitusaika: 16.7.2024