Dalam rantaian industri semikonduktor, terutamanya dalam rantai industri semikonduktor generasi ketiga (semikonduktor celah jalur lebar), terdapat substrat danepitaxiallapisan. Apakah kepentinganepitaxiallapisan? Apakah perbezaan antara substrat dan substrat?
Substrat ialah awaferdiperbuat daripada bahan kristal tunggal semikonduktor. Substrat boleh terus memasukiwaferpautan pembuatan untuk menghasilkan peranti semikonduktor, atau ia boleh diproses olehepitaxialproses untuk menghasilkan wafer epitaxial. Substrat adalah bahagian bawahwafer(potong wafer, anda boleh mendapatkan satu mati demi satu, dan kemudian membungkusnya untuk menjadi cip legenda) (sebenarnya, bahagian bawah cip biasanya disalut dengan lapisan emas belakang, digunakan sebagai sambungan "tanah", tetapi ia dibuat dalam proses belakang), dan pangkalan yang membawa keseluruhan fungsi sokongan (pencakar langit dalam cip dibina di atas substrat).
Epitaksi merujuk kepada proses mengembangkan kristal tunggal baru pada substrat kristal tunggal yang telah diproses dengan teliti dengan memotong, mengisar, menggilap, dll. Kristal tunggal baru boleh menjadi bahan yang sama dengan substrat, atau ia boleh menjadi bahan yang berbeza (homoepitaxial atau heteroepitaxial).
Oleh kerana lapisan kristal tunggal yang baru terbentuk tumbuh di sepanjang fasa kristal substrat, ia dipanggil lapisan epitaxial (biasanya beberapa mikron tebal. Ambil silikon sebagai contoh: maksud pertumbuhan epitaxial silikon ialah menumbuhkan lapisan kristal dengan integriti struktur kekisi yang baik. pada substrat kristal tunggal silikon dengan orientasi kristal tertentu dan kerintangan dan ketebalan yang berbeza sebagai substrat), dan substrat dengan lapisan epitaxial dipanggil wafer epitaxial (wafer epitaxial = lapisan epitaxial + substrat). Pembuatan peranti dijalankan pada lapisan epitaxial.
Epitaxiality dibahagikan kepada homoepitaxiality dan heteroepitaxiality. Homoepitaxiality adalah untuk menumbuhkan lapisan epitaxial bahan yang sama dengan substrat pada substrat. Apakah kepentingan homoepitaxiality? – Meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan produk. Walaupun homoepitaxiality adalah untuk mengembangkan lapisan epitaxial bahan yang sama dengan substrat, walaupun bahannya sama, ia boleh meningkatkan ketulenan bahan dan keseragaman permukaan wafer. Berbanding dengan wafer yang digilap yang diproses dengan penggilap mekanikal, substrat yang diproses dengan epitaxiality mempunyai kerataan permukaan yang tinggi, kebersihan yang tinggi, kecacatan mikro yang lebih sedikit dan kekotoran permukaan yang lebih sedikit. Oleh itu, kerintangan adalah lebih seragam, dan lebih mudah untuk mengawal kecacatan permukaan seperti zarah permukaan, kerosakan susunan, dan kehelan. Epitaxy bukan sahaja meningkatkan prestasi produk, tetapi juga memastikan kestabilan dan kebolehpercayaan produk.
Apakah faedah membuat satu lagi lapisan atom silikon epitaxial pada substrat wafer silikon? Dalam proses silikon CMOS, pertumbuhan epitaxial (EPI, epitaxial) pada substrat wafer adalah langkah proses yang sangat kritikal.
1. Meningkatkan kualiti kristal
Kecacatan dan kekotoran substrat awal: Substrat wafer mungkin mempunyai kecacatan dan kekotoran tertentu semasa proses pembuatan. Pertumbuhan lapisan epitaxial boleh menghasilkan lapisan silikon kristal tunggal berkualiti tinggi, kecacatan rendah dan kepekatan kekotoran pada substrat, yang sangat penting untuk pembuatan peranti seterusnya. Struktur kristal seragam: Pertumbuhan epitaxial boleh memastikan struktur kristal yang lebih seragam, mengurangkan pengaruh sempadan bijian dan kecacatan dalam bahan substrat, dan dengan itu meningkatkan kualiti kristal keseluruhan wafer.
2. Meningkatkan prestasi elektrik
Optimumkan ciri peranti: Dengan mengembangkan lapisan epitaxial pada substrat, kepekatan doping dan jenis silikon boleh dikawal dengan tepat untuk mengoptimumkan prestasi elektrik peranti. Sebagai contoh, doping lapisan epitaxial boleh melaraskan voltan ambang dan parameter elektrik lain MOSFET dengan tepat. Kurangkan arus bocor: Lapisan epitaxial berkualiti tinggi mempunyai ketumpatan kecacatan yang lebih rendah, yang membantu mengurangkan arus bocor dalam peranti, dengan itu meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan peranti.
3. Menyokong nod proses lanjutan
Mengurangkan saiz ciri: Dalam nod proses yang lebih kecil (seperti 7nm, 5nm), saiz ciri peranti terus mengecil, memerlukan bahan yang lebih halus dan berkualiti tinggi. Teknologi pertumbuhan epitaxial boleh memenuhi keperluan ini dan menyokong pembuatan litar bersepadu berprestasi tinggi dan berketumpatan tinggi. Meningkatkan voltan kerosakan: Lapisan epitaxial boleh direka bentuk untuk mempunyai voltan kerosakan yang lebih tinggi, yang penting untuk mengeluarkan peranti berkuasa tinggi dan voltan tinggi. Sebagai contoh, dalam peranti kuasa, lapisan epitaxial boleh meningkatkan voltan kerosakan peranti dan meningkatkan julat operasi yang selamat.
4. Keserasian proses dan struktur berbilang lapisan
Struktur berbilang lapisan: Teknologi pertumbuhan epitaxial membolehkan struktur berbilang lapisan ditanam pada substrat, dan lapisan yang berbeza boleh mempunyai kepekatan dan jenis doping yang berbeza. Ini sangat membantu untuk mengeluarkan peranti CMOS yang kompleks dan mencapai penyepaduan tiga dimensi. Keserasian: Proses pertumbuhan epitaxial sangat serasi dengan proses pembuatan CMOS sedia ada dan boleh disepadukan dengan mudah ke dalam proses pembuatan sedia ada tanpa mengubah suai proses dengan ketara.
Masa siaran: Jul-16-2024