A la cadena de la indústria de semiconductors, especialment a la cadena de la indústria de semiconductors de tercera generació (semiconductors de banda ampla), hi ha substrats iepitaxialcapes. Quina és la importància delepitaxialcapa? Quina diferència hi ha entre el substrat i el substrat?
El substrat és ahòstiafet de materials semiconductors monocristalls. El substrat pot entrar directamenthòstiaenllaç de fabricació per produir dispositius semiconductors, o pot ser processat perepitaxialprocés per produir hòsties epitaxials. El substrat és la part inferior de lahòstia(talleu l'hòstia, podeu obtenir un dau rere l'altre i, a continuació, empaquetar-lo per convertir-lo en el xip llegendari) (de fet, la part inferior del xip generalment està coberta amb una capa d'or posterior, que s'utilitza com a connexió "de terra", però es fa en el procés posterior), i la base que porta tota la funció de suport (el gratacel del xip està construït sobre el substrat).
L'epitaxia es refereix al procés de fer créixer un nou cristall únic en un substrat d'un sol cristall que s'ha processat acuradament tallant, mòlt, polint, etc. El nou cristall únic pot ser el mateix material que el substrat, o pot ser un material diferent. (homoepitaxial o heteroepitaxial).
Atès que la capa de cristall únic recentment formada creix al llarg de la fase cristal·lina del substrat, s'anomena capa epitaxial (generalment diverses micres de gruix. Preneu com a exemple el silici: el significat del creixement epitaxial de silici és fer créixer una capa de cristall amb una bona integritat de l'estructura de gelosia). en un substrat de cristall únic de silici amb una certa orientació del cristall i diferents resistivitat i gruix com el substrat), i el substrat amb la capa epitaxial s'anomena hòstia epitaxial (hòstia epitaxial = capa epitaxial + substrat). La fabricació del dispositiu es realitza a la capa epitaxial.
L'epitaxialitat es divideix en homoepitaxialitat i heteroepitaxialitat. L'homoepitaxialitat és fer créixer una capa epitaxial del mateix material que el substrat sobre el substrat. Quina és la importància de l'homoepitaxialitat? – Millorar l'estabilitat i la fiabilitat del producte. Tot i que l'homoepitaxialitat és fer créixer una capa epitaxial del mateix material que el substrat, tot i que el material és el mateix, pot millorar la puresa del material i la uniformitat de la superfície de l'hòstia. En comparació amb les hòsties polides processades per polit mecànic, el substrat processat per epitaxialitat té una gran planitud superficial, una gran neteja, menys microdefectes i menys impureses superficials. Per tant, la resistivitat és més uniforme i és més fàcil controlar els defectes superficials com ara partícules superficials, falles d'apilament i dislocacions. Epitaxia no només millora el rendiment del producte, sinó que també garanteix l'estabilitat i la fiabilitat del producte.
Quins són els avantatges de fer una altra capa d'àtoms de silici epitaxial al substrat de l'hòstia de silici? En el procés de silici CMOS, el creixement epitaxial (EPI, epitaxial) al substrat de l'hòstia és un pas del procés molt crític.
1. Millorar la qualitat del cristall
Defectes i impureses inicials del substrat: el substrat de l'hòstia pot tenir certs defectes i impureses durant el procés de fabricació. El creixement de la capa epitaxial pot generar una capa de silici monocristal·lí d'alta qualitat, poc defecte i concentració d'impureses al substrat, que és molt important per a la fabricació posterior del dispositiu. Estructura cristal·lina uniforme: el creixement epitaxial pot garantir una estructura cristal·lina més uniforme, reduir la influència dels límits del gra i els defectes del material del substrat i, per tant, millorar la qualitat del cristall de tota la hòstia.
2. Millorar el rendiment elèctric
Optimitzar les característiques del dispositiu: fent créixer una capa epitaxial al substrat, la concentració de dopatge i el tipus de silici es poden controlar amb precisió per optimitzar el rendiment elèctric del dispositiu. Per exemple, el dopatge de la capa epitaxial pot ajustar amb precisió la tensió llindar i altres paràmetres elèctrics del MOSFET. Reduir el corrent de fuga: les capes epitaxials d'alta qualitat tenen una densitat de defectes més baixa, la qual cosa ajuda a reduir el corrent de fuga al dispositiu, millorant així el rendiment i la fiabilitat del dispositiu.
3. Admet els nodes de processos avançats
Reducció de la mida de les funcions: en els nodes de procés més petits (com ara 7nm, 5nm), la mida de les funcions del dispositiu continua reduint-se, requerint materials més refinats i d'alta qualitat. La tecnologia de creixement epitaxial pot complir aquests requisits i donar suport a la fabricació de circuits integrats d'alt rendiment i d'alta densitat. Millorar la tensió de ruptura: la capa epitaxial es pot dissenyar per tenir una tensió de ruptura més alta, que és fonamental per a la fabricació de dispositius d'alta potència i alta tensió. Per exemple, en dispositius d'alimentació, la capa epitaxial pot augmentar la tensió de ruptura del dispositiu i augmentar el rang de funcionament segur.
4. Compatibilitat de processos i estructura multicapa
Estructura multicapa: la tecnologia de creixement epitaxial permet créixer estructures multicapa sobre un substrat, i diferents capes poden tenir diferents concentracions i tipus de dopatge. Això és molt útil per a la fabricació de dispositius CMOS complexos i per aconseguir una integració tridimensional. Compatibilitat: el procés de creixement epitaxial és altament compatible amb els processos de fabricació CMOS existents i es pot integrar fàcilment als processos de fabricació existents sense modificar significativament les línies de procés.
Hora de publicació: 16-jul-2024