В производственной цепочке полупроводников, особенно в производственной цепочке полупроводников третьего поколения (широкополосный полупроводник), важно различать субстрат и эпитаксиальный слой.
Какое значение имеет эпитаксиальный слой?
Во-первых, субстрат представляет собой пластинку из полупроводникового однокристаллического материала, которая может использоваться в качестве прямого ввода в процессе производства пластинки для производства полупроводниковых устройств,или может быть обработана эпитаксиальным процессом для получения эпитаксиальных пластинВ процессе производства чипов, пластинка разрезается на несколько независимых форм,и после упаковкиСубстрат - это основание внизу чипа, и сложная структура чипа построена на этой основе.
Во-вторых, эпитаксия относится к росту нового однокристаллического слоя на тонко обработанном однокристаллическом субстрате.Этот новый однокристалл может быть таким же, как материал субстрата или другой материалПоскольку новый однокристаллический слой растет в соответствии с кристаллической фазой субстрата, он называется эпитаксиальным слоем.Его толщина обычно несколько микроновЕсли взять кремний в качестве примера, то значение эпитаксиального роста кремния заключается в том, чтобы вырастить один кристаллический слой с хорошей кристаллической структурой с той же кристаллической ориентацией, различной резистивностью,и толщины на кремниевом однокристаллическом подложке со специфической кристаллической ориентацией.
Субстрат после эпитаксиального роста называется эпитаксиальным пластинкой, и его структура может быть выражена как эпитаксиальный слой плюс субстрат.Производственный процесс устройства осуществляется на эпитаксиальном слое..
Эпитаксию можно разделить на гомоэпитаксиальную и гетероэпитаксиальную.Важность гомоэпитаксиала заключается в улучшении стабильности и надежности продукта.Хотя гомоэпитаксиальный слой сделан из того же материала, что и субстрат, чистота материала и однородность поверхности вафлы могут быть улучшены посредством эпитаксиальной обработки.По сравнению с полированной пластиной с механической полировкой, поверхность подложки, обработанная эпитаксиальной обработкой, имеет более высокую плоскость, более высокую чистоту, меньше микродефектов и меньше поверхностных примеси, поэтому сопротивляемость более равномерна,и легче контролировать дефекты, такие как поверхностные частицы, свертывания и вывихы.
Epitaxy не только улучшает производительность продукта, но и обеспечивает стабильность и надежность продукта.эпитаксиальный рост на подложке пластины является важным этапом процесса.
1Улучшить качество кристалла: дефекты и примеси изначального субстрата могут быть улучшены за счет роста эпитаксиального слоя.В процессе производства подложка для пластинки может иметь определенные дефекты и примеси.Рост эпитаксиального слоя может создать высококачественный, низкодефектный и с концентрацией примесей однокристаллический кремниевый слой на подложке.что имеет решающее значение для последующего производства устройства.
2. Единая кристаллическая структура: эпитаксиальный рост может обеспечить единообразие кристаллической структуры и уменьшить влияние границ зерна и дефектов в материале субстрата,тем самым улучшается кристаллическое качество всей пластины.
3Улучшить электрическую производительность и оптимизировать характеристики устройства: путем выращивания эпитаксиального слоя на подложке,концентрацию допинга и тип кремния можно точно контролировать для оптимизации электрической производительности устройства;Например, допинг эпитаксиального слоя может точно регулировать пороговое напряжение и другие электрические параметры MOSFET.
4. Уменьшить утечку тока: высококачественные эпитаксиальные слои имеют более низкую плотность дефекта, что помогает уменьшить утечку тока в устройстве, тем самым повышая производительность и надежность устройства.
5. Поддержка расширенных узлов процесса и уменьшение размера функций: в более мелких узлах процесса (таких как 7 нм и 5 нм), размер функций устройства продолжает уменьшаться,требующие более изысканных и качественных материаловТехнология эпитаксиального роста может удовлетворить эти требования и поддерживать производство высокопроизводительных и высокоплотных интегральных схем.
6Улучшить напряжение разрыва: эпитаксиальный слой может быть спроектирован с более высоким напряжением разрыва, что имеет решающее значение для производства высокомощных и высоковольтных устройств.в силовых устройствах, эпитаксиальный слой может увеличить разрывное напряжение устройства и увеличить безопасный диапазон работы.
7. совместимость процесса и многослойная структура: технология эпитаксиального роста позволяет выращивать многослойные структуры на подложке,и различные слои могут иметь различные концентрации допинга и типыЭто очень полезно для производства сложных CMOS устройств и достижения трехмерной интеграции.
8Совместимость: 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.
