Στην αλυσίδα της βιομηχανίας ημιαγωγών, ειδικά στην αλυσίδα βιομηχανίας ημιαγωγών τρίτης γενιάς (ημιαγωγοί ευρείας ζώνης), υπάρχουν υποστρώματα καιεπιταξιακόςστρώματα. Ποια είναι η σημασία τουεπιταξιακόςστρώμα; Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του υποστρώματος και του υποστρώματος;
Το υπόστρωμα είναι αόστιακατασκευασμένο από ημιαγώγιμα μονοκρυστάλλινα υλικά. Το υπόστρωμα μπορεί να εισέλθει απευθείας στοόστιασύνδεσμος παραγωγής για την παραγωγή συσκευών ημιαγωγών ή μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία απόεπιταξιακόςδιαδικασία παραγωγής επιταξιακών γκοφρετών. Το υπόστρωμα είναι ο πυθμένας τουόστια(κόψτε τη γκοφρέτα, μπορείτε να πάρετε το ένα ζάρι μετά το άλλο και στη συνέχεια να το συσκευάσετε για να γίνει το θρυλικό τσιπ) (στην πραγματικότητα, το κάτω μέρος του τσιπ είναι γενικά επιμεταλλωμένο με ένα στρώμα από πίσω χρυσό, που χρησιμοποιείται ως σύνδεση "γείωσης", αλλά κατασκευάζεται στην πίσω διαδικασία), και η βάση που φέρει ολόκληρη τη λειτουργία στήριξης (ο ουρανοξύστης στο τσιπ είναι χτισμένος στο υπόστρωμα).
Η επιταξία αναφέρεται στη διαδικασία ανάπτυξης ενός νέου μονοκρύσταλλου σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα που έχει υποστεί προσεκτική επεξεργασία με κοπή, λείανση, στίλβωση κ.λπ. Το νέο μονοκρύσταλλο μπορεί να είναι το ίδιο υλικό με το υπόστρωμα ή μπορεί να είναι διαφορετικό υλικό (ομοεπιταξιακό ή ετεροεπιταξιακό).
Εφόσον το νεοσχηματισμένο μονοκρυσταλλικό στρώμα αναπτύσσεται κατά μήκος της κρυσταλλικής φάσης του υποστρώματος, ονομάζεται επιταξιακό στρώμα (συνήθως πάχος πολλών μικρών. Πάρτε το πυρίτιο ως παράδειγμα: η έννοια της επιταξιακής ανάπτυξης πυριτίου είναι να αναπτυχθεί ένα στρώμα κρυστάλλου με καλή ακεραιότητα δομής πλέγματος σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα πυριτίου με ορισμένο προσανατολισμό κρυστάλλου και διαφορετική ειδική αντίσταση και πάχος ως υπόστρωμα) και υπόστρωμα με την επιταξιακή στρώση ονομάζεται επιταξιακή γκοφρέτα (επιταξιακή γκοφρέτα = επιταξιακή στρώση + υπόστρωμα). Η κατασκευή της συσκευής πραγματοποιείται στο επιταξιακό στρώμα.
Η επιταξία διακρίνεται σε ομοεπιταξικότητα και ετεροεπιταξικότητα. Η ομοεπιταξία είναι να αναπτυχθεί ένα επιταξιακό στρώμα από το ίδιο υλικό με το υπόστρωμα στο υπόστρωμα. Ποια είναι η σημασία της ομοεπιταξίας; – Βελτιώστε τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του προϊόντος. Αν και η ομοεπιταξία είναι η ανάπτυξη ενός επιταξιακού στρώματος του ίδιου υλικού με το υπόστρωμα, αν και το υλικό είναι το ίδιο, μπορεί να βελτιώσει την καθαρότητα του υλικού και την ομοιομορφία της επιφάνειας του πλακιδίου. Σε σύγκριση με τις γυαλισμένες γκοφρέτες που επεξεργάζονται με μηχανική στίλβωση, το υπόστρωμα που επεξεργάζεται με επιταξία έχει υψηλή επιπεδότητα επιφάνειας, υψηλή καθαριότητα, λιγότερα μικροελαττώματα και λιγότερες επιφανειακές ακαθαρσίες. Επομένως, η ειδική αντίσταση είναι πιο ομοιόμορφη και είναι ευκολότερο να ελέγχονται επιφανειακά ελαττώματα όπως επιφανειακά σωματίδια, σφάλματα στοίβαξης και εξαρθρώσεις. Το Epitaxy όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση του προϊόντος, αλλά διασφαλίζει επίσης τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του προϊόντος.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της δημιουργίας ενός άλλου στρώματος ατόμων πυριτίου επιταξιακού στο υπόστρωμα γκοφρέτας πυριτίου; Στη διαδικασία πυριτίου CMOS, η επιταξιακή ανάπτυξη (EPI, επιταξιακή) στο υπόστρωμα του πλακιδίου είναι ένα πολύ κρίσιμο βήμα διαδικασίας.
1. Βελτιώστε την ποιότητα των κρυστάλλων
Αρχικά ελαττώματα και ακαθαρσίες υποστρώματος: Το υπόστρωμα γκοφρέτας μπορεί να έχει ορισμένα ελαττώματα και ακαθαρσίες κατά τη διαδικασία κατασκευής. Η ανάπτυξη του επιταξιακού στρώματος μπορεί να δημιουργήσει ένα στρώμα μονοκρυσταλλικού πυριτίου υψηλής ποιότητας, χαμηλής ελαττωματικής και συγκέντρωσης ακαθαρσιών στο υπόστρωμα, το οποίο είναι πολύ σημαντικό για την επακόλουθη κατασκευή συσκευής. Ομοιόμορφη κρυσταλλική δομή: Η επιταξιακή ανάπτυξη μπορεί να εξασφαλίσει μια πιο ομοιόμορφη κρυσταλλική δομή, να μειώσει την επίδραση των ορίων των κόκκων και τα ελαττώματα στο υλικό του υποστρώματος και έτσι να βελτιώσει την ποιότητα των κρυστάλλων ολόκληρης της γκοφρέτας.
2. Βελτιώστε την ηλεκτρική απόδοση
Βελτιστοποιήστε τα χαρακτηριστικά της συσκευής: Με την ανάπτυξη ενός επιταξιακού στρώματος στο υπόστρωμα, η συγκέντρωση ντόπινγκ και ο τύπος του πυριτίου μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια για να βελτιστοποιηθεί η ηλεκτρική απόδοση της συσκευής. Για παράδειγμα, το ντόπινγκ του επιταξιακού στρώματος μπορεί να ρυθμίσει με ακρίβεια την οριακή τάση και άλλες ηλεκτρικές παραμέτρους του MOSFET. Μειώστε το ρεύμα διαρροής: Τα επιταξιακά στρώματα υψηλής ποιότητας έχουν χαμηλότερη πυκνότητα ελαττώματος, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση του ρεύματος διαρροής στη συσκευή, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση και την αξιοπιστία της συσκευής.
3. Υποστήριξη προηγμένων κόμβων διεργασίας
Μείωση μεγέθους χαρακτηριστικών: Σε μικρότερους κόμβους διεργασίας (όπως 7nm, 5nm), το μέγεθος των χαρακτηριστικών της συσκευής συνεχίζει να συρρικνώνεται, απαιτώντας πιο εκλεπτυσμένα και υψηλής ποιότητας υλικά. Η τεχνολογία επιταξιακής ανάπτυξης μπορεί να ικανοποιήσει αυτές τις απαιτήσεις και να υποστηρίξει την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων υψηλής απόδοσης και υψηλής πυκνότητας. Βελτίωση της τάσης διάσπασης: Το επιταξιακό στρώμα μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να έχει υψηλότερη τάση διάσπασης, η οποία είναι κρίσιμη για την κατασκευή συσκευών υψηλής ισχύος και υψηλής τάσης. Για παράδειγμα, σε συσκευές ισχύος, το επιταξιακό στρώμα μπορεί να αυξήσει την τάση διάσπασης της συσκευής και να αυξήσει το εύρος ασφαλούς λειτουργίας.
4. Συμβατότητα διαδικασίας και πολυεπίπεδη δομή
Δομή πολλαπλών στρωμάτων: Η τεχνολογία επιταξιακής ανάπτυξης επιτρέπει σε πολυστρωματικές δομές να αναπτυχθούν σε ένα υπόστρωμα και διαφορετικά στρώματα μπορεί να έχουν διαφορετικές συγκεντρώσεις και τύπους ντόπινγκ. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο για την κατασκευή πολύπλοκων συσκευών CMOS και την επίτευξη τρισδιάστατης ενοποίησης. Συμβατότητα: Η διαδικασία επιταξιακής ανάπτυξης είναι εξαιρετικά συμβατή με τις υπάρχουσες διαδικασίες παραγωγής CMOS και μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί σε υπάρχουσες διαδικασίες παραγωγής χωρίς να τροποποιηθούν σημαντικά οι γραμμές διεργασίας.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-16-2024