I halvledarindustrins kedja, särskilt i tredje generationens halvledarindustrikedja (wide bandgap semiconductor), finns det substrat ochepitaxielllager. Vad är betydelsen avepitaxielllager? Vad är skillnaden mellan substratet och substratet?
Substratet är enrångjord av halvledar enkristallmaterial. Substratet kan komma direkt in iråntillverkningslänk för att producera halvledarenheter, eller det kan bearbetas avepitaxiellprocess för att producera epitaxiella wafers. Substratet är botten avrån(klipp ut skivan, du kan få den ena tärningen efter den andra och sedan paketera den för att bli det legendariska chipet) (i själva verket är botten av chipet vanligtvis pläterat med ett lager av bakguld, som används som en "jord" anslutning, men den är gjord i bakprocessen), och basen som bär hela stödfunktionen (skyskrapan i chippet är byggd på underlaget).
Epitaxi avser processen att odla en ny enkristall på ett enkristallsubstrat som har bearbetats noggrant genom skärning, slipning, polering etc. Den nya enkristallen kan vara samma material som substratet, eller så kan det vara ett annat material (homoepitaxial eller heteroepitaxial).
Eftersom det nybildade enkristalllagret växer längs substratets kristallfas kallas det ett epitaxiellt lager (vanligtvis flera mikrometer tjockt. Ta kisel som ett exempel: innebörden av kiselepitaxiell tillväxt är att växa ett lager av kristall med god gitterstrukturintegritet på ett enkristallsubstrat av kisel med en viss kristallorientering och olika resistivitet och tjocklek som substratet), och substratet med epitaxialskiktet kallas för en epitaxialwafer (epitaxialwafer = epitaxiallager + substrat). Tillverkning av anordningar utförs på det epitaxiella lagret.
Epitaxialitet delas in i homoepitaxialitet och heteroepitaxialitet. Homoepitaxiality är att odla ett epitaxiellt skikt av samma material som substratet på substratet. Vilken betydelse har homoepitaxialitet? – Förbättra produktstabilitet och tillförlitlighet. Även om homoepitaxialitet är att växa ett epitaxiellt skikt av samma material som substratet, även om materialet är detsamma, kan det förbättra materialets renhet och enhetlighet på skivans yta. Jämfört med de polerade skivorna som bearbetas genom mekanisk polering, har substratet som behandlas med epitaxialitet hög ytplanhet, hög renhet, färre mikrodefekter och färre ytorenheter. Därför är resistiviteten mer enhetlig och det är lättare att kontrollera ytdefekter såsom ytpartiklar, staplingsfel och dislokationer. Epitaxy förbättrar inte bara produktens prestanda, utan säkerställer också produktens stabilitet och tillförlitlighet.
Vilka är fördelarna med att göra ytterligare ett lager av kiselatomer epitaxiellt på kiselwafersubstratet? I CMOS-kiselprocessen är epitaxiell tillväxt (EPI, epitaxiell) på wafersubstratet ett mycket kritiskt processsteg.
1. Förbättra kristallkvaliteten
Initiala substratdefekter och föroreningar: Wafersubstratet kan ha vissa defekter och föroreningar under tillverkningsprocessen. Tillväxten av det epitaxiella skiktet kan generera ett högkvalitativt, lågdefekt och föroreningskoncentration enkristallint kiselskikt på substratet, vilket är mycket viktigt för efterföljande enhetstillverkning. Enhetlig kristallstruktur: Epitaxiell tillväxt kan säkerställa en mer enhetlig kristallstruktur, minska påverkan av korngränser och defekter i substratmaterialet och på så sätt förbättra kristallkvaliteten på hela skivan.
2. Förbättra den elektriska prestandan
Optimera enhetens egenskaper: Genom att odla ett epitaxiellt lager på substratet kan dopningskoncentrationen och typen av kisel kontrolleras exakt för att optimera enhetens elektriska prestanda. Till exempel kan dopningen av det epitaxiella lagret noggrant justera tröskelspänningen och andra elektriska parametrar för MOSFET. Minska läckström: Högkvalitativa epitaxiella skikt har lägre defektdensitet, vilket hjälper till att minska läckströmmen i enheten och därigenom förbättra enhetens prestanda och tillförlitlighet.
3. Stöd avancerade processnoder
Minska funktionsstorlek: I mindre processnoder (som 7nm, 5nm) fortsätter storleken på enhetens funktioner att krympa, vilket kräver mer raffinerade och högkvalitativa material. Epitaxial tillväxtteknologi kan uppfylla dessa krav och stödja högpresterande och högdensitetstillverkning av integrerade kretsar. Förbättra genombrottsspänningen: Det epitaxiella lagret kan utformas för att ha en högre genombrottsspänning, vilket är avgörande för tillverkning av högeffekts- och högspänningsenheter. Till exempel, i kraftenheter kan det epitaxiella lagret öka enhetens genombrottsspänning och öka det säkra driftsområdet.
4. Processkompatibilitet och flerskiktsstruktur
Flerskiktsstruktur: Epitaxial odlingsteknik tillåter flerskiktsstrukturer att odlas på ett substrat, och olika skikt kan ha olika dopningskoncentrationer och -typer. Detta är mycket användbart för att tillverka komplexa CMOS-enheter och uppnå tredimensionell integration. Kompatibilitet: Den epitaxiella tillväxtprocessen är mycket kompatibel med befintliga CMOS-tillverkningsprocesser och kan enkelt integreras i befintliga tillverkningsprocesser utan att väsentligt ändra processlinjerna.
Posttid: 2024-jul-16