Yarımkeçirici sənaye zəncirində, xüsusən üçüncü nəsil yarımkeçiricilər (geniş zolaqlı yarımkeçiricilər) sənaye zəncirində substratlar vəepitaksialtəbəqələr. Nə əhəmiyyəti varepitaksialqat? Substrat və substrat arasındakı fərq nədir?
Substrat agofretyarımkeçirici monokristal materiallardan hazırlanmışdır. Substrat birbaşa daxil ola bilərgofretyarımkeçirici cihazları istehsal etmək üçün istehsal əlaqəsi və ya emal edilə bilərepitaksialepitaksial vafli istehsal prosesi. Substratın alt hissəsidirgofret(vaflini kəsin, bir-birinin ardınca qəlib ala bilərsiniz və sonra onu əfsanəvi çip olmaq üçün qablaşdıra bilərsiniz) (əslində, çipin alt hissəsi ümumiyyətlə arxa qızıl təbəqə ilə örtülmüşdür, "torpaq" bağlantısı kimi istifadə olunur, lakin arxa prosesdə hazırlanır) və bütün dəstək funksiyasını daşıyan baza (çipdəki göydələn substrat üzərində qurulur).
Epitaksiya kəsmə, üyüdülmə, cilalama və s. yolu ilə diqqətlə emal edilmiş bir kristal substratda yeni tək kristalın yetişdirilməsi prosesinə aiddir. Yeni monokristal substratla eyni material ola bilər və ya fərqli material ola bilər. (homoepitaksial və ya heteroepitaksial).
Yeni əmələ gələn monokristal təbəqəsi substratın kristal fazası boyunca böyüdüyündən ona epitaksial təbəqə deyilir (adətən bir neçə mikron qalınlığında. Silikonu misal götürək: silisium epitaksial böyüməsinin mənası yaxşı qəfəs strukturu bütövlüyünə malik kristal təbəqəsinin yetişdirilməsidir. müəyyən kristal oriyentasiyası və substrat kimi fərqli müqaviməti və qalınlığı olan silikon monokristal substratda), epitaksial təbəqəsi olan substrat isə epitaksial vafli (epitaksial vafli = epitaksial təbəqə + substrat) adlanır. Cihazın istehsalı epitaksial təbəqədə aparılır.
Epitaksiallıq homoepitaksiallıq və heteroepitaksiallığa bölünür. Homoepitaksiallıq, substratda substratla eyni materialın epitaksial təbəqəsini böyütməkdir. Homoepitaksiallığın əhəmiyyəti nədir? – Məhsulun dayanıqlığını və etibarlılığını yaxşılaşdırın. Homoepitaxiality substrat ilə eyni materialın epitaksial təbəqəsini böyütmək olsa da, material eyni olsa da, materialın saflığını və vafli səthinin vahidliyini yaxşılaşdıra bilər. Mexanik cilalama ilə işlənmiş cilalanmış vaflilərlə müqayisədə, epitaksiallıqla işlənmiş substrat yüksək səth düzlüyünə, yüksək təmizliyə, daha az mikro qüsurlara və daha az səth çirkinə malikdir. Buna görə də, müqavimət daha vahiddir və səth hissəcikləri, yığma qüsurları və dislokasiyalar kimi səth qüsurlarını idarə etmək daha asandır. Epitaksiya məhsulun performansını yaxşılaşdırmaqla yanaşı, həm də məhsulun sabitliyini və etibarlılığını təmin edir.
Silikon vafli substratda silisium atomlarının başqa bir təbəqəsinin epitaksial edilməsinin faydaları nələrdir? CMOS silisium prosesində vafli substratda epitaksial böyümə (EPI, epitaksial) çox vacib bir proses addımıdır.
1. Kristal keyfiyyətini yaxşılaşdırın
İlkin substrat qüsurları və çirkləri: İstehsal prosesi zamanı vafli substratda müəyyən qüsurlar və çirklər ola bilər. Epitaksial təbəqənin böyüməsi substratda yüksək keyfiyyətli, aşağı qüsurlu və çirkli konsentrasiyalı bir kristal silisium təbəqəsi yarada bilər ki, bu da sonrakı cihaz istehsalı üçün çox vacibdir. Vahid kristal quruluş: Epitaksial böyümə daha vahid kristal quruluşu təmin edə bilər, taxıl sərhədlərinin və substrat materialındakı qüsurların təsirini azalda bilər və beləliklə, bütün vaflinin kristal keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.
2. Elektrik performansını yaxşılaşdırın
Cihazın xüsusiyyətlərini optimallaşdırın: Substratda epitaksial təbəqə böyütməklə, cihazın elektrik performansını optimallaşdırmaq üçün dopinq konsentrasiyası və silikon növü dəqiq idarə oluna bilər. Məsələn, epitaksial təbəqənin dopinqi MOSFET-in eşik gərginliyini və digər elektrik parametrlərini dəqiq tənzimləyə bilər. Sızma cərəyanını azaldın: Yüksək keyfiyyətli epitaksial təbəqələr daha aşağı qüsur sıxlığına malikdir, bu da cihazda sızma cərəyanını azaltmağa kömək edir və bununla da cihazın işini və etibarlılığını artırır.
3. Qabaqcıl proses qovşaqlarını dəstəkləyin
Xüsusiyyət ölçüsünün azaldılması: Daha kiçik proses qovşaqlarında (məsələn, 7 nm, 5 nm) cihazın xüsusiyyət ölçüsü kiçilməyə davam edir və daha zərif və yüksək keyfiyyətli materiallar tələb olunur. Epitaksial böyümə texnologiyası bu tələblərə cavab verə bilər və yüksək performanslı və yüksək sıxlıqlı inteqral sxem istehsalını dəstəkləyə bilər. Qırılma gərginliyini yaxşılaşdırın: Epitaksial təbəqə yüksək güclü və yüksək gərginlikli cihazların istehsalı üçün vacib olan daha yüksək qırılma gərginliyinə sahib olmaq üçün dizayn edilə bilər. Məsələn, güc cihazlarında epitaksial təbəqə cihazın parçalanma gərginliyini artıra və təhlükəsiz işləmə diapazonunu artıra bilər.
4. Proseslərin uyğunluğu və çoxqatlı strukturu
Çox qatlı quruluş: Epitaksial böyümə texnologiyası çox qatlı strukturların bir substratda yetişdirilməsinə imkan verir və müxtəlif təbəqələr müxtəlif dopinq konsentrasiyalarına və növlərinə malik ola bilər. Bu, mürəkkəb CMOS cihazlarının istehsalı və üçölçülü inteqrasiyaya nail olmaq üçün çox faydalıdır. Uyğunluq: Epitaksial böyümə prosesi mövcud CMOS istehsal prosesləri ilə yüksək dərəcədə uyğundur və proses xətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirmədən mövcud istehsal proseslərinə asanlıqla inteqrasiya edilə bilər.
Göndərmə vaxtı: 16 iyul 2024-cü il