I halvlederindustrikæden, især i tredjegenerationshalvlederindustrikæden (wide bandgap semiconductor), er der substrater ogepitaksiallag. Hvad er betydningen afepitaksiallag? Hvad er forskellen mellem substratet og substratet?
Underlaget er enoblatlavet af halvleder-enkrystalmaterialer. Substratet kan komme direkte ind ioblatfremstillingslink til at producere halvlederenheder, eller det kan behandles afepitaksialproces til fremstilling af epitaksiale wafere. Substratet er bunden afoblat(skær waferen, du kan få den ene terning efter den anden, og derefter pakke den ind, så den bliver den legendariske chip) (faktisk er bunden af chippen generelt belagt med et lag af bagguld, brugt som en "jordforbindelse", men det er lavet i bagprocessen), og basen, der bærer hele støttefunktionen (skyskraberen i chippen er bygget på underlaget).
Epitaksi refererer til processen med at dyrke en ny enkelt krystal på et enkelt krystal substrat, der er blevet omhyggeligt behandlet ved skæring, slibning, polering osv. Den nye enkelt krystal kan være det samme materiale som substratet, eller det kan være et andet materiale (homoepitaksial eller heteroepitaxial).
Da det nydannede enkeltkrystallag vokser langs substratets krystalfase, kaldes det et epitaksielt lag (normalt flere mikrometer tykt. Tag silicium som et eksempel: betydningen af siliciumepitaksial vækst er at dyrke et lag af krystal med god gitterstrukturintegritet på et siliciumenkeltkrystalsubstrat med en bestemt krystalorientering og forskellig modstand og tykkelse som substratet), og substratet med det epitaksiale lag kaldes en epitaksial wafer (epitaksial wafer = epitaksial lag + substrat). Enhedsfremstilling udføres på det epitaksiale lag.
Epitaksialitet er opdelt i homoepitaksialitet og heteroepitaxialitet. Homoepitaksialitet er at dyrke et epitaksielt lag af samme materiale som substratet på substratet. Hvad er betydningen af homoepitaksialitet? – Forbedre produktstabilitet og pålidelighed. Selvom homoepitaxiality er at dyrke et epitaksialt lag af det samme materiale som substratet, kan det forbedre materialets renhed og ensartethed af waferoverfladen, selvom materialet er det samme. Sammenlignet med de polerede wafere, der er behandlet ved mekanisk polering, har substratet behandlet ved epitaksialitet høj overfladeplanhed, høj renhed, færre mikrofejl og færre overfladeurenheder. Derfor er resistiviteten mere ensartet, og det er lettere at kontrollere overfladedefekter såsom overfladepartikler, stablingsfejl og dislokationer. Epitaxy forbedrer ikke kun produktets ydeevne, men sikrer også produktets stabilitet og pålidelighed.
Hvad er fordelene ved at lave endnu et lag siliciumatomer epitaksiale på siliciumwafer-substratet? I CMOS-siliciumprocessen er epitaksial vækst (EPI, epitaksial) på wafersubstratet et meget kritisk procestrin.
1. Forbedre krystalkvaliteten
Indledende substratdefekter og urenheder: Wafersubstratet kan have visse defekter og urenheder under fremstillingsprocessen. Væksten af det epitaksiale lag kan generere et enkelt-krystallinsk siliciumlag af høj kvalitet, lav-defekt og urenhedskoncentration på substratet, hvilket er meget vigtigt for efterfølgende fremstilling af enheden. Ensartet krystalstruktur: Epitaksial vækst kan sikre en mere ensartet krystalstruktur, reducere påvirkningen af korngrænser og defekter i substratmaterialet og dermed forbedre krystalkvaliteten af hele waferen.
2. Forbedre den elektriske ydeevne
Optimer enhedens egenskaber: Ved at dyrke et epitaksielt lag på substratet kan dopingkoncentrationen og typen af silicium kontrolleres præcist for at optimere enhedens elektriske ydeevne. For eksempel kan dopingen af det epitaksiale lag præcist justere tærskelspændingen og andre elektriske parametre for MOSFET. Reducer lækstrøm: Epitaksiale lag af høj kvalitet har lavere defekttæthed, hvilket hjælper med at reducere lækstrøm i enheden og derved forbedre enhedens ydeevne og pålidelighed.
3. Understøtte avancerede procesknuder
Reducering af funktionsstørrelse: I mindre procesknudepunkter (såsom 7nm, 5nm), fortsætter enhedens funktionsstørrelse med at krympe, hvilket kræver mere raffinerede materialer af høj kvalitet. Epitaksial vækstteknologi kan opfylde disse krav og understøtte højtydende og højdensitets integreret kredsløbsproduktion. Forbedre nedbrydningsspændingen: Det epitaksiale lag kan designes til at have en højere gennembrudsspænding, hvilket er afgørende for fremstilling af højeffekt- og højspændingsenheder. For eksempel i strømenheder kan det epitaksiale lag øge enhedens gennembrudsspænding og øge det sikre driftsområde.
4. Proceskompatibilitet og flerlagsstruktur
Flerlagsstruktur: Epitaksial vækstteknologi gør det muligt at dyrke flerlagsstrukturer på et substrat, og forskellige lag kan have forskellige dopingkoncentrationer og typer. Dette er meget nyttigt til fremstilling af komplekse CMOS-enheder og opnåelse af tredimensionel integration. Kompatibilitet: Den epitaksiale vækstproces er yderst kompatibel med eksisterende CMOS-fremstillingsprocesser og kan let integreres i eksisterende fremstillingsprocesser uden at ændre proceslinjerne væsentligt.
Indlægstid: 16-jul-2024