În lanțul industriei de semiconductori, în special în lanțul industriei de semiconductori de a treia generație (semiconductori cu bandă interzisă largă), există substraturi șiepitaxialestraturi. Care este semnificațiaepitaxialestrat? Care este diferența dintre substrat și substrat?
Substratul este anapolitanarealizate din materiale semiconductoare monocristaline. Substratul poate intra direct înnapolitanalegătura de producție pentru a produce dispozitive semiconductoare sau poate fi procesată deepitaxialeproces de producere a napolitanelor epitaxiale. Substratul este partea de jos anapolitana(tăiați napolitana, puteți obține o matriță după alta și apoi o împachetați pentru a deveni cip legendar) (de fapt, partea inferioară a cipului este în general placată cu un strat de aur din spate, folosit ca o conexiune „împământată”, dar este realizat în procesul de spate), și baza care poartă întreaga funcție de suport (zgârie-nori din cip este construit pe substrat).
Epitaxia se referă la procesul de creștere a unui nou monocristal pe un substrat monocristal care a fost prelucrat cu atenție prin tăiere, șlefuire, lustruire etc. Noul monocristal poate fi același material ca și substratul sau poate fi un material diferit. (homoepitaxiale sau heteroepitaxiale).
Deoarece stratul monocristal nou format crește de-a lungul fazei cristaline a substratului, se numește strat epitaxial (de obicei, grosimea de câțiva microni. Luați siliciul ca exemplu: semnificația creșterii epitaxiale de siliciu este de a crește un strat de cristal cu o bună integritate a structurii rețelei). pe un substrat monocristal de siliciu cu o anumită orientare a cristalului și rezistivitate și grosimi diferite ca substrat), iar substratul cu stratul epitaxial se numește napolitană epitaxială (placa epitaxială = strat epitaxial + substrat). Fabricarea dispozitivului se realizează pe stratul epitaxial.
Epitaxialitatea este împărțită în homoepitaxialitate și heteroepitaxialitate. Homoepitaxialitatea înseamnă creșterea unui strat epitaxial din același material ca substratul de pe substrat. Care este semnificația homoepitaxialității? - Îmbunătățiți stabilitatea și fiabilitatea produsului. Deși homoepitaxialitatea presupune creșterea unui strat epitaxial din același material ca și substratul, deși materialul este același, poate îmbunătăți puritatea materialului și uniformitatea suprafeței plachetei. În comparație cu napolitanele lustruite procesate prin lustruire mecanică, substratul prelucrat prin epitaxialitate are planeitate ridicată a suprafeței, curățenie ridicată, mai puține micro defecte și mai puține impurități de suprafață. Prin urmare, rezistivitatea este mai uniformă și este mai ușor de controlat defectele de suprafață, cum ar fi particulele de suprafață, defectele de stivuire și dislocațiile. Epitaxy nu numai că îmbunătățește performanța produsului, dar asigură și stabilitatea și fiabilitatea produsului.
Care sunt beneficiile de a face un alt strat de atomi de siliciu epitaxial pe substratul plachetei de siliciu? În procesul de siliciu CMOS, creșterea epitaxială (EPI, epitaxială) pe substratul plachetei este o etapă a procesului foarte critică.
1. Îmbunătățiți calitatea cristalului
Defecte și impurități inițiale ale substratului: Substratul plachetei poate avea anumite defecte și impurități în timpul procesului de fabricație. Creșterea stratului epitaxial poate genera pe substrat un strat de siliciu monocristalin de înaltă calitate, cu defecte scăzute și cu concentrație de impurități, ceea ce este foarte important pentru fabricarea ulterioară a dispozitivului. Structura cristalină uniformă: creșterea epitaxială poate asigura o structură cristalină mai uniformă, poate reduce influența granițelor și a defectelor din materialul substratului și, astfel, poate îmbunătăți calitatea cristalului întregii napolitane.
2. Îmbunătățiți performanța electrică
Optimizați caracteristicile dispozitivului: prin creșterea unui strat epitaxial pe substrat, concentrația de dopaj și tipul de siliciu pot fi controlate cu precizie pentru a optimiza performanța electrică a dispozitivului. De exemplu, dopajul stratului epitaxial poate ajusta cu precizie tensiunea de prag și alți parametri electrici ai MOSFET. Reduceți curentul de scurgere: Straturile epitaxiale de înaltă calitate au o densitate mai mică a defectelor, ceea ce ajută la reducerea curentului de scurgere în dispozitiv, îmbunătățind astfel performanța și fiabilitatea dispozitivului.
3. Sprijină noduri de proces avansate
Reducerea dimensiunii caracteristicilor: în nodurile de proces mai mici (cum ar fi 7nm, 5nm), dimensiunea caracteristicilor dispozitivului continuă să se micșoreze, necesitând materiale mai rafinate și de înaltă calitate. Tehnologia de creștere epitaxială poate îndeplini aceste cerințe și poate sprijini fabricarea de circuite integrate de înaltă performanță și de înaltă densitate. Îmbunătățiți tensiunea de defalcare: stratul epitaxial poate fi proiectat pentru a avea o tensiune de defalcare mai mare, care este esențială pentru fabricarea dispozitivelor de mare putere și de înaltă tensiune. De exemplu, în dispozitivele de putere, stratul epitaxial poate crește tensiunea de defalcare a dispozitivului și poate crește intervalul de funcționare sigur.
4. Compatibilitate cu procese și structură cu mai multe straturi
Structură cu mai multe straturi: Tehnologia de creștere epitaxială permite ca structurile cu mai multe straturi să fie crescute pe un substrat, iar diferitele straturi pot avea diferite concentrații și tipuri de dopaj. Acest lucru este foarte util pentru fabricarea dispozitivelor CMOS complexe și realizarea integrării tridimensionale. Compatibilitate: Procesul de creștere epitaxială este foarte compatibil cu procesele de fabricație CMOS existente și poate fi integrat cu ușurință în procesele de producție existente fără a modifica semnificativ liniile de proces.
Ora postării: Iul-16-2024