In die halfgeleier-industrieketting, veral in die derdegenerasie-halfgeleier (wye bandgap-halfgeleier)-industrieketting, is daar substrate enepitaksiaallae. Wat is die betekenis van dieepitaksiaallaag? Wat is die verskil tussen die substraat en die substraat?
Die substraat is awafergemaak van halfgeleier enkelkristal materiale. Die substraat kan direk in diewafervervaardiging skakel om halfgeleier toestelle te produseer, of dit kan verwerk word deurepitaksiaalproses om epitaksiale wafers te vervaardig. Die substraat is die onderkant van diewafer(sny die wafer, jy kan een dobbelsteen na die ander kry en dit dan verpak om die legendariese skyfie te word) (trouens, die onderkant van die skyfie is gewoonlik bedek met 'n laag agtergoud, wat gebruik word as 'n "grond" verbinding, maar dit word in die rugproses gemaak), en die basis wat die hele ondersteuningsfunksie dra (die wolkekrabber in die skyfie is op die substraat gebou).
Epitaksie verwys na die proses om 'n nuwe enkelkristal op 'n enkelkristalsubstraat te laat groei wat sorgvuldig verwerk is deur sny, slyp, poleer, ens. Die nuwe enkelkristal kan dieselfde materiaal as die substraat wees, of dit kan 'n ander materiaal wees. (homoepitaksiaal of heteroepitaksiaal).
Aangesien die nuutgevormde enkelkristallaag langs die substraatkristalfase groei, word dit 'n epitaksiale laag genoem (gewoonlik 'n paar mikrons dik. Neem silikon as 'n voorbeeld: die betekenis van silikon-epitaksiale groei is om 'n laag kristal te laat groei met goeie roosterstruktuurintegriteit op 'n silikon enkelkristal substraat met 'n sekere kristaloriëntasie en verskillende weerstand en dikte as die substraat), en die substraat met die epitaksiale laag word 'n epitaksiale wafer genoem (epitaksiale wafer = epitaksiale laag + substraat). Toestelvervaardiging word op die epitaksiale laag uitgevoer.
Epitaksialiteit word verdeel in homoepitaksialiteit en heteroepitaksialiteit. Homoepitaksialiteit is om 'n epitaksiale laag van dieselfde materiaal as die substraat op die substraat te laat groei. Wat is die betekenis van homoepitaksialiteit? - Verbeter produkstabiliteit en betroubaarheid. Alhoewel homoepitaksialiteit is om 'n epitaksiale laag van dieselfde materiaal as die substraat te laat groei, alhoewel die materiaal dieselfde is, kan dit die materiaalsuiwerheid en eenvormigheid van die wafeloppervlak verbeter. In vergelyking met die gepoleerde wafels wat deur meganiese polering verwerk word, het die substraat wat deur epitaksialiteit verwerk word, hoë oppervlakvlakheid, hoë netheid, minder mikro-defekte en minder oppervlak-onsuiwerhede. Daarom is die weerstand meer eenvormig, en dit is makliker om oppervlakdefekte soos oppervlakdeeltjies, stapelfoute en ontwrigtings te beheer. Epitaksie verbeter nie net produkprestasie nie, maar verseker ook produkstabiliteit en betroubaarheid.
Wat is die voordele daarvan om nog 'n laag silikonatome epitaksiaal op die silikonwafelsubstraat te maak? In die CMOS silikon proses is epitaksiale groei (EPI, epitaksiaal) op die wafer substraat 'n baie kritieke proses stap.
1. Verbeter kristalkwaliteit
Aanvanklike substraatdefekte en onsuiwerhede: Die wafelsubstraat kan sekere defekte en onsuiwerhede hê tydens die vervaardigingsproses. Die groei van die epitaksiale laag kan 'n hoë-gehalte, lae-defek en onreinheid-konsentrasie enkelkristallyne silikonlaag op die substraat genereer, wat baie belangrik is vir die daaropvolgende vervaardiging van toestelle. Eenvormige kristalstruktuur: Epitaksiale groei kan 'n meer eenvormige kristalstruktuur verseker, die invloed van korrelgrense en defekte in die substraatmateriaal verminder en sodoende die kristalkwaliteit van die hele wafer verbeter.
2. Verbeter elektriese werkverrigting
Optimaliseer toestelkenmerke: Deur 'n epitaksiale laag op die substraat te laat groei, kan die dopingkonsentrasie en tipe silikon presies beheer word om die elektriese werkverrigting van die toestel te optimaliseer. Byvoorbeeld, die doping van die epitaksiale laag kan die drempelspanning en ander elektriese parameters van die MOSFET akkuraat aanpas. Verminder lekstroom: Epitaksiale lae van hoë gehalte het 'n laer defekdigtheid, wat help om lekstroom in die toestel te verminder en sodoende die werkverrigting en betroubaarheid van die toestel te verbeter.
3. Ondersteun gevorderde proses nodusse
Verminder kenmerkgrootte: In kleiner prosesnodusse (soos 7nm, 5nm), gaan die toestelkenmerkgrootte steeds krimp, wat meer verfynde en hoë-gehalte materiale benodig. Epitaksiale groeitegnologie kan aan hierdie vereistes voldoen en hoëwerkverrigting en hoëdigtheid geïntegreerde stroombaanvervaardiging ondersteun. Verbeter afbreekspanning: Die epitaksiale laag kan ontwerp word om 'n hoër deurbreekspanning te hê, wat krities is vir die vervaardiging van hoëkrag- en hoëspanningtoestelle. Byvoorbeeld, in kragtoestelle kan die epitaksiale laag die afbreekspanning van die toestel verhoog en die veilige bedryfsreeks vergroot.
4. Prosesversoenbaarheid en multi-laag struktuur
Multi-laag struktuur: Epitaksiale groei tegnologie laat multi-laag strukture toe om op 'n substraat te groei, en verskillende lae kan verskillende doping konsentrasies en tipes hê. Dit is baie nuttig vir die vervaardiging van komplekse CMOS-toestelle en die bereiking van driedimensionele integrasie. Verenigbaarheid: Die epitaksiale groeiproses is hoogs versoenbaar met bestaande CMOS-vervaardigingsprosesse en kan maklik in bestaande vervaardigingsprosesse geïntegreer word sonder om die proseslyne aansienlik te verander.
Pos tyd: Jul-16-2024