Pooljuhtide tööstuse ahelas, eriti kolmanda põlvkonna pooljuhtide (laia ribalaiusega pooljuhtide) tööstusahelas on substraadid jaepitaksiaalnekihid. Mis tähtsus onepitaksiaalnekiht? Mis vahe on substraadil ja aluspinnal?
Substraat on avahvelvalmistatud pooljuht monokristallmaterjalidest. Substraat võib otse sisenedavahveltootmislink pooljuhtseadmete tootmiseks või seda saab töödeldaepitaksiaalneprotsess epitaksiaalsete vahvlite valmistamiseks. Substraat on põhivahvel(lõigake vahvel, saate ühe stantsi teise järel ja seejärel pakkige see legendaarseks kiibiks) (tegelikult on kiibi põhi üldiselt kaetud kullakihiga, mida kasutatakse maandusühendusena, kuid see on tehtud tagumises protsessis) ja alus, mis kannab kogu tugifunktsiooni (kiibis olev pilvelõhkuja on ehitatud aluspinnale).
Epitaksia viitab uue monokristalli kasvatamise protsessile monokristallsubstraadil, mida on hoolikalt töödeldud lõikamise, lihvimise, poleerimise jne abil. Uus monokristall võib olla substraadiga samast materjalist või muust materjalist. (homoepitaksiaalne või heteroepitaksiaalne).
Kuna äsja moodustunud monokristallikiht kasvab piki substraadi kristallifaasi, nimetatakse seda epitaksiaalseks kihiks (tavaliselt mitme mikroni paksune. Võtke näiteks räni: räni epitaksiaalse kasvu tähendus on hea võrestruktuuri terviklikkusega kristallikihi kasvatamine). kindla kristallide orientatsiooni ning substraadina erineva takistuse ja paksusega räni monokristall-substraadil ning epitaksiaalse kihiga substraati nimetatakse epitaksiaalvahvliks (epitaksiaalvahv = epitaksiaalkiht + substraat). Seadme tootmine toimub epitaksiaalsel kihil.
Epitaksiaalsus jaguneb homoepitaksiaalsuseks ja heteroepitaksiaalsuseks. Homoepitaksiaalsus tähendab substraadiga samast materjalist epitaksiaalse kihi kasvatamist substraadile. Mis on homoepitaksiaalsuse tähtsus? – Parandage toote stabiilsust ja töökindlust. Kuigi homoepitaksiaalsus on substraadiga samast materjalist epitaksiaalse kihi kasvatamine, võib see parandada materjali puhtust ja vahvli pinna ühtlust, kuigi materjal on sama. Võrreldes mehaanilise poleerimisega töödeldud poleeritud vahvlitega on epitaksiaalsusega töödeldud substraadil kõrge pinnatasasus, kõrge puhtus, vähem mikrodefekte ja vähem pinna lisandeid. Seetõttu on takistus ühtlasem ja pinnadefekte, nagu pinnaosakesed, virnastusvead ja nihestused, on lihtsam kontrollida. Epitaxy mitte ainult ei paranda toote jõudlust, vaid tagab ka toote stabiilsuse ja töökindluse.
Mis kasu on räniplaadi substraadile epitaksiaalseks teise räni aatomite kihi muutmisest? CMOS-i räniprotsessis on epitaksiaalne kasv (EPI, epitaksiaalne) vahvli substraadil väga kriitiline protsessietapp.
1. Parandage kristallide kvaliteeti
Esialgsed substraadi defektid ja lisandid: Vahvli substraadil võib tootmisprotsessi ajal esineda teatud defekte ja lisandeid. Epitaksiaalse kihi kasv võib tekitada substraadile kvaliteetse, madala defektiga ja lisandite kontsentratsiooniga ühekristallilise ränikihi, mis on seadme hilisemaks tootmiseks väga oluline. Ühtne kristallstruktuur: Epitaksiaalne kasv võib tagada ühtlasema kristallstruktuuri, vähendada substraadi materjali terade piiride ja defektide mõju ning seeläbi parandada kogu vahvli kristallide kvaliteeti.
2. Parandage elektrilist jõudlust
Optimeerige seadme omadusi: kasvatades substraadile epitaksiaalset kihti, saab dopingu kontsentratsiooni ja räni tüüpi täpselt reguleerida, et optimeerida seadme elektrilist jõudlust. Näiteks saab epitaksiaalse kihi dopinguga täpselt reguleerida MOSFETi lävipinget ja muid elektrilisi parameetreid. Lekkevoolu vähendamine: kvaliteetsetel epitaksiaalsetel kihtidel on väiksem defektide tihedus, mis aitab vähendada seadmes lekkevoolu, parandades seeläbi seadme jõudlust ja töökindlust.
3. Toetage täiustatud protsessisõlmesid
Funktsiooni suuruse vähendamine: väiksemates protsessisõlmedes (nt 7 nm, 5 nm) väheneb seadme funktsiooni suurus jätkuvalt, nõudes rafineeritumaid ja kvaliteetsemaid materjale. Epitaksiaalse kasvu tehnoloogia suudab nendele nõuetele vastata ning toetab suure jõudlusega ja suure tihedusega integraallülituste tootmist. Parandage läbilöögipinget: epitaksiaalkihti saab kujundada nii, et sellel oleks kõrgem läbilöögipinge, mis on ülioluline suure võimsusega ja kõrgepingeseadmete tootmisel. Näiteks toiteseadmetes võib epitaksiaalkiht suurendada seadme läbilöögipinget ja suurendada ohutut töövahemikku.
4. Protsessi ühilduvus ja mitmekihiline struktuur
Mitmekihiline struktuur: Epitaksiaalse kasvu tehnoloogia võimaldab substraadil kasvatada mitmekihilisi struktuure ning erinevatel kihtidel võib olla erinev dopingukontsentratsioon ja -tüüp. See on väga kasulik keerukate CMOS-seadmete valmistamisel ja kolmemõõtmelise integratsiooni saavutamiseks. Ühilduvus: epitaksiaalne kasvuprotsess ühildub suurel määral olemasolevate CMOS-i tootmisprotsessidega ja seda saab hõlpsasti integreerida olemasolevatesse tootmisprotsessidesse ilma protsessiliine oluliselt muutmata.
Postitusaeg: 16. juuli 2024