Dlaczego musimy zrobić epitaxę na podłogach płytek krzemowych?

W łańcuchu przemysłu półprzewodnikowego, zwłaszcza w łańcuchu przemysłu półprzewodnikowego trzeciej generacji (półprzewodnik szerokopasmowy), kluczowe znaczenie ma rozróżnienie między warstwą podłoża a warstwą epitaksową.

Jakie jest znaczenie warstwy nakładkowej i jaka jest różnica między nią a podłożem?

Po pierwsze, podłoże jest płytką wykonaną z półprzewodnikowego materiału jednokrystalicznego.lub może być przetworzona w procesie epitaksyalnym w celu wytworzenia epitaksyalnych płytekPodłoże jest podstawą płytki, znajduje się na warstwie dolnej i wspiera całą płytkę.i po pakowaniuPodłoże jest podstawą na dole chipa, a złożona struktura chipa jest zbudowana na tej podstawie.

Po drugie, epitaksja odnosi się do wzrostu nowej warstwy jednokrystalicznej na precyzyjnie przetworzonym substrate jednokrystalicznym.Ten nowy pojedynczy kryształ może być taki sam jak materiał podłoża lub inny materiałPonieważ nowa warstwa jednokrystaliczna rośnie w zależności od fazy krystalicznej podłoża, nazywa się ją warstwą epitaksową.Jego grubość wynosi zazwyczaj kilka mikronówPrzykładem może być krzemowy wzrost epitaksowy, który ma na celu wytworzenie jednej warstwy krystalicznej o dobrej strukturze krystalicznej, z tą samą orientacją krystaliczną, różną rezystywnością.i grubość na podłożu jednokrystalicznym z krzemu o określonej orientacji krystalicznej.

Podłoże po wzroście nawierzchniowym nazywane jest płytką nawierzchniową, a jego struktura może być wyrażona jako warstwa nawierzchniowa plus podłoże.Proces wytwarzania wyrobu odbywa się na warstwie epitaksjalnej.

Epitaxia podzielona jest na homoepitaxia i heteroepitaxia.Znaczenie leku homoepitaxal polega na poprawie stabilności i niezawodności produktu.Chociaż warstwa homoepitaksowa jest wykonana z tego samego materiału co podłoże, czystość materiału i jednolitość powierzchni płytki można poprawić za pomocą obróbki epitaksowej.W porównaniu z polerowaną płytką z polerowaniem mechanicznym, powierzchnia podłoża poddanej obróbce epitaksjalnej ma większą płaskość, większą czystość, mniejszą liczbę defektów mikro i mniej zanieczyszczeń powierzchniowych, dzięki czemu rezystywność jest bardziej jednolita,i łatwiej kontrolować wady, takie jak cząstki powierzchniowe, uszkodzenia układu i zwichnięcia.

Epitaxy nie tylko poprawia wydajność produktu, ale również zapewnia stabilność i niezawodność produktu.wzrost epitaksjalny na podłożu płytki jest kluczowym etapem procesu.

1Poprawa jakości kryształu: Wady i zanieczyszczenia początkowego podłoża mogą zostać poprawione przez wzrost warstwy nakładkowej.Podłoże płytki może powodować pewne wady i zanieczyszczenia podczas procesu produkcjiWzrost warstwy epitaksyalnej może generować wysokiej jakości, nisko wadliwą i o wysokim stężeniu zanieczyszczeń warstwę jednokrystalicznego krzemu na podłożu,który ma kluczowe znaczenie dla dalszej produkcji urządzenia.

2- jednolita struktura kryształowa: wzrost epitaksowy może zapewnić jednolitość struktury kryształowej i zmniejszyć wpływ granic ziaren i wad w materiale podłoża,w ten sposób poprawia się jakość kryształową całej płytki.

3Poprawa wydajności elektrycznej i optymalizacja właściwości urządzenia: poprzez rozwój warstwy epitaksyalnej na podłożu,stężenie dopingu i rodzaj krzemu można precyzyjnie kontrolować w celu optymalizacji wydajności elektrycznej urządzeniaNa przykład doping warstwy epitaksyalnej może precyzyjnie regulować napięcie progowe i inne parametry elektryczne MOSFET.

4. Zmniejszenie prądu wycieku: wysokiej jakości warstwy epitaksyalne mają niższą gęstość wad, co pomaga zmniejszyć prąd wycieku w urządzeniu, zwiększając tym samym wydajność i niezawodność urządzenia.

5. Wspieranie zaawansowanych węzłów procesów i zmniejszenie wielkości funkcji: W mniejszych węzłach procesów (takich jak 7nm i 5nm) wielkość funkcji urządzenia nadal kurczy się,wymagające bardziej wyrafinowanych i wysokiej jakości materiałówTechnologia wzrostu epiaksjalnego może spełniać te wymagania i wspierać produkcję układów scalonych o wysokiej wydajności i dużej gęstości.

6. Poprawa napięcia rozbicia: warstwa epitaksyalna może być zaprojektowana w taki sposób, aby miała wyższe napięcie rozbicia, które jest kluczowe dla produkcji urządzeń o wysokiej mocy i wysokim napięciu.w urządzeniach zasilania, warstwa epitaksjalna może zwiększyć napięcie awaryjne urządzenia i zwiększyć bezpieczny zakres działania.

7Kompatybilność procesu i wielowarstwowa struktura: technologia wzrostu epitaksyjnego umożliwia wzrost wielowarstwowych struktur na podłożu,i różne warstwy mogą mieć różne stężenia i rodzaje dopinguJest to bardzo pomocne w produkcji złożonych urządzeń CMOS i osiągnięciu integracji trójwymiarowej.

8Kompatybilność: The epitaxial growth process is highly compatible with existing CMOS manufacturing processes and can be easily integrated into existing manufacturing processes without significantly modifying the process lines.