В цепочке производства полупроводников, особенно в цепочке производства полупроводников третьего поколения (полупроводников с широкой запрещенной зоной), существуют подложки иэпитаксиальныйслои. В чем состоит значениеэпитаксиальныйслой? В чем разница между подложкой и подложкой?
Субстрат представляет собойвафляизготовлены из полупроводниковых монокристаллических материалов. Субстрат может непосредственно входить ввафляпроизводственная ссылка на производство полупроводниковых приборов, или она может быть обработанаэпитаксиальныйПроцесс изготовления эпитаксиальных пластин. Субстрат – это нижняя частьвафля(разрежьте пластину, вы можете получить один кристалл за другим, а затем упаковать их, чтобы они стали легендарным чипом) (на самом деле нижняя часть чипа обычно покрыта слоем заднего золота, используемого в качестве «заземляющего» соединения, но он сделан в обратном процессе), и база, несущая всю опорную функцию (небоскреб в чипе построен на подложке).
Эпитаксия относится к процессу выращивания нового монокристалла на монокристаллической подложке, которая была тщательно обработана резкой, шлифовкой, полировкой и т. д. Новый монокристалл может быть из того же материала, что и подложка, или из другого материала. (гомоэпитаксиальный или гетероэпитаксиальный).
Поскольку вновь образованный монокристаллический слой растет вдоль кристаллической фазы подложки, его называют эпитаксиальным слоем (обычно толщиной в несколько микрон). Возьмем в качестве примера кремний: смысл эпитаксиального роста кремния заключается в выращивании слоя кристалла с хорошей целостностью структуры решетки. на подложке из монокристалла кремния с определенной ориентацией кристаллов и различным удельным сопротивлением и толщиной, как у подложки), а подложка с эпитаксиальным слоем называется эпитаксиальной пластиной (эпитаксиальная пластина = эпитаксиальный слой + подложка). Изготовление устройства осуществляется на эпитаксиальном слое.
Эпитаксиальность разделяют на гомоэпитаксиальность и гетероэпитаксиальность. Гомоэпитаксиальность заключается в выращивании на подложке эпитаксиального слоя из того же материала, что и подложка. В чем заключается значение гомоэпитаксиальности? – Повышение стабильности и надежности продукта. Хотя гомоэпитаксиальность заключается в выращивании эпитаксиального слоя из того же материала, что и подложка, хотя материал тот же, он может улучшить чистоту материала и однородность поверхности пластины. По сравнению с полированными пластинами, обработанными механическим полированием, подложка, обработанная эпитаксиальным способом, имеет высокую плоскостность поверхности, высокую чистоту, меньшее количество микродефектов и поверхностных примесей. Следовательно, удельное сопротивление более однородно, и легче контролировать поверхностные дефекты, такие как поверхностные частицы, дефекты упаковки и дислокации. Эпитаксия не только улучшает характеристики продукта, но также обеспечивает его стабильность и надежность.
Каковы преимущества создания еще одного эпитаксиального слоя атомов кремния на подложке кремниевой пластины? В процессе производства КМОП-кремния эпитаксиальный рост (EPI, эпитаксиальный) на подложке пластины является очень важным этапом процесса.
1. Улучшите качество кристаллов.
Первоначальные дефекты и примеси подложки. В процессе производства подложка пластины может иметь определенные дефекты и примеси. Рост эпитаксиального слоя позволяет сформировать на подложке высококачественный, малодефектный и концентрированный слой монокристаллического кремния, что очень важно для последующего изготовления устройств. Однородная кристаллическая структура. Эпитаксиальный рост может обеспечить более однородную кристаллическую структуру, уменьшить влияние границ зерен и дефектов в материале подложки и, таким образом, улучшить качество кристаллов всей пластины.
2. Улучшение электрических характеристик.
Оптимизация характеристик устройства: выращивая эпитаксиальный слой на подложке, можно точно контролировать концентрацию легирования и тип кремния для оптимизации электрических характеристик устройства. Например, легирование эпитаксиального слоя позволяет точно регулировать пороговое напряжение и другие электрические параметры МОП-транзистора. Уменьшите ток утечки: высококачественные эпитаксиальные слои имеют меньшую плотность дефектов, что помогает снизить ток утечки в устройстве, тем самым улучшая производительность и надежность устройства.
3. Поддержка узлов расширенного процесса.
Уменьшение размера элемента: в меньших технологических узлах (например, 7 нм, 5 нм) размер элемента устройства продолжает уменьшаться, что требует более изысканных и высококачественных материалов. Технология эпитаксиального роста может удовлетворить эти требования и поддержать высокопроизводительное и плотное производство интегральных схем. Улучшите напряжение пробоя. Эпитаксиальный слой может быть спроектирован так, чтобы иметь более высокое напряжение пробоя, что имеет решающее значение для производства мощных и высоковольтных устройств. Например, в силовых устройствах эпитаксиальный слой может повысить напряжение пробоя устройства и увеличить безопасный рабочий диапазон.
4. Совместимость процессов и многоуровневая структура.
Многослойная структура: технология эпитаксиального роста позволяет выращивать на подложке многослойные структуры, при этом разные слои могут иметь разные концентрации и типы легирования. Это очень полезно для производства сложных КМОП-устройств и достижения трехмерной интеграции. Совместимость: Процесс эпитаксиального выращивания полностью совместим с существующими производственными процессами КМОП и может быть легко интегрирован в существующие производственные процессы без существенной модификации технологических линий.
Время публикации: 16 июля 2024 г.