हामीले सिलिकन वेफर सब्सट्रेटहरूमा एपिटेक्सी किन गर्नुपर्छ?

अर्धचालक उद्योग श्रृंखलामा, विशेष गरी तेस्रो पुस्ताको अर्धचालक (चौडा ब्यान्डग्याप सेमीकन्डक्टर) उद्योग श्रृंखलामा, त्यहाँ सब्सट्रेटहरू रepitaxialतहहरू। को महत्व के छepitaxialतह? सब्सट्रेट र सब्सट्रेट बीच के भिन्नता छ?

सब्सट्रेट एवेफरअर्धचालक एकल क्रिस्टल सामग्रीबाट बनेको। सब्सट्रेट सीधा प्रवेश गर्न सक्नुहुन्छवेफरअर्धचालक उपकरणहरू उत्पादन गर्न लिङ्क निर्माण, वा यो द्वारा प्रशोधन गर्न सकिन्छepitaxialएपिटेक्सियल वेफर्स उत्पादन गर्ने प्रक्रिया। सब्सट्रेट को तल छवेफर(वेफर काट्नुहोस्, तपाइँ एक पछि अर्को डाइ प्राप्त गर्न सक्नुहुन्छ, र त्यसपछि यसलाई पौराणिक चिप बन्न प्याकेज गर्नुहोस्) (वास्तवमा, चिपको तल सामान्यतया ब्याक सुनको तहले प्लेट गरिएको हुन्छ, "ग्राउन्ड" जडानको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, तर यो पछाडिको प्रक्रियामा बनाइएको छ), र आधार जसले सम्पूर्ण समर्थन प्रकार्य बोक्छ (चिपमा गगनचुम्बी भवन सब्सट्रेटमा बनाइएको छ)।

Epitaxy ले एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटमा नयाँ एकल क्रिस्टल बढ्ने प्रक्रियालाई बुझाउँछ जुन काट्ने, पीस्ने, पालिस गर्ने, इत्यादि द्वारा सावधानीपूर्वक प्रशोधन गरिएको छ। नयाँ एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट जस्तै समान सामग्री हुन सक्छ, वा यो फरक सामग्री हुन सक्छ। (homoepitaxial or heteroepitaxial)।
भर्खरै बनेको एकल क्रिस्टल तह सब्सट्रेट क्रिस्टल चरणको साथ बढ्छ, यसलाई एपिटेक्सियल तह भनिन्छ (सामान्यतया धेरै माइक्रोन बाक्लो। उदाहरणको रूपमा सिलिकन लिनुहोस्: सिलिकन एपिटेक्सियल वृद्धिको अर्थ राम्रो जाली संरचना अखण्डताको साथ क्रिस्टलको तह बढ्नु हो। सिलिकन एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटमा निश्चित क्रिस्टल अभिमुखीकरण र सब्सट्रेटको रूपमा फरक प्रतिरोधात्मकता र मोटाईको साथ), र एपिटेक्सियल लेयर भएको सब्सट्रेटलाई एपिटेक्सियल वेफर (एपिटेक्सियल वेफर = एपिटेक्सियल लेयर + सब्सट्रेट) भनिन्छ। उपकरण निर्माण epitaxial तह मा गरिन्छ।

Epitaxiality homoepitaxiality र heteroepitaxiality मा विभाजित छ। Homoepitaxiality भनेको सब्सट्रेटमा सब्सट्रेटको रूपमा समान सामग्रीको एपिटेक्सियल तह बढाउनु हो। homoepitaxiality को महत्व के हो? - उत्पादन स्थिरता र विश्वसनीयता सुधार। यद्यपि homoepitaxiality सब्सट्रेट जस्तै समान सामग्री को एक epitaxial तह बढ्न हो, यद्यपि सामाग्री समान छ, यसले सामग्री शुद्धता र वेफर सतह को एकरूपता सुधार गर्न सक्छ। मेकानिकल पालिसिङद्वारा प्रशोधित पालिश गरिएको वेफर्सको तुलनामा, एपिटेक्सियालिटीद्वारा प्रशोधन गरिएको सब्सट्रेटमा उच्च सतहको समतलता, उच्च सरसफाइ, कम सूक्ष्म दोषहरू र कम सतही अशुद्धताहरू हुन्छन्। तसर्थ, प्रतिरोधात्मकता अधिक समान छ, र सतहका कणहरू, स्ट्याकिंग गल्तीहरू, र विस्थापनहरू जस्ता सतह दोषहरू नियन्त्रण गर्न सजिलो छ। Epitaxy ले उत्पादन प्रदर्शन सुधार मात्र गर्दैन, तर उत्पादन स्थिरता र विश्वसनीयता पनि सुनिश्चित गर्दछ।
सिलिकन वेफर सब्सट्रेटमा सिलिकन एटम एपिटेक्सियलको अर्को तह बनाउनुका फाइदाहरू के हुन्? CMOS सिलिकन प्रक्रियामा, वेफर सब्सट्रेटमा epitaxial वृद्धि (EPI, epitaxial) एक धेरै महत्वपूर्ण प्रक्रिया चरण हो।
1. क्रिस्टल गुणस्तर सुधार गर्नुहोस्
प्रारम्भिक सब्सट्रेट दोष र अशुद्धता: वेफर सब्सट्रेट निर्माण प्रक्रिया को समयमा केहि दोष र अशुद्धता हुन सक्छ। एपिटेक्सियल लेयरको बृद्धिले सब्सट्रेटमा उच्च-गुणस्तर, कम-दोष र अशुद्धता-सांद्रता एकल-क्रिस्टलाइन सिलिकन तह उत्पन्न गर्न सक्छ, जुन पछिको उपकरण निर्माणको लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ। समान क्रिस्टल संरचना: एपिटेक्सियल वृद्धिले अधिक समान क्रिस्टल संरचना सुनिश्चित गर्न सक्छ, सब्सट्रेट सामग्रीमा अनाज सीमा र दोषहरूको प्रभाव कम गर्न सक्छ, र यसरी सम्पूर्ण वेफरको क्रिस्टल गुणस्तर सुधार गर्दछ।
२. विद्युतीय कार्यसम्पादन सुधार गर्नुहोस्
यन्त्र विशेषताहरू अप्टिमाइज गर्नुहोस्: सब्सट्रेटमा एपिटेक्सियल लेयर बढाएर, डोपिङ एकाग्रता र सिलिकनको प्रकारलाई यन्त्रको विद्युतीय कार्यसम्पादनलाई अनुकूलन गर्न ठीकसँग नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। उदाहरण को लागी, epitaxial लेयर को डोपिंग सही मा थ्रेसहोल्ड भोल्टेज र MOSFET को अन्य बिजुली मापदण्डहरु समायोजन गर्न सक्नुहुन्छ। चुहावट वर्तमान घटाउनुहोस्: उच्च-गुणस्तरको एपिटेक्सियल तहहरूमा कम दोष घनत्व हुन्छ, जसले उपकरणमा चुहावट प्रवाह कम गर्न मद्दत गर्दछ, जसले गर्दा उपकरणको प्रदर्शन र विश्वसनीयतामा सुधार हुन्छ।
3. उन्नत प्रक्रिया नोडहरू समर्थन गर्नुहोस्
सुविधाको आकार घटाउँदै: साना प्रक्रिया नोडहरू (जस्तै 7nm, 5nm) मा, यन्त्र सुविधाहरूको आकार घट्दै जान्छ, थप परिष्कृत र उच्च-गुणस्तरको सामग्रीहरू चाहिन्छ। Epitaxial वृद्धि प्रविधिले यी आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ र उच्च-प्रदर्शन र उच्च-घनत्व एकीकृत सर्किट निर्माणलाई समर्थन गर्न सक्छ। ब्रेकडाउन भोल्टेज सुधार गर्नुहोस्: एपिटेक्सियल तहलाई उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेजको लागि डिजाइन गर्न सकिन्छ, जुन उच्च-शक्ति र उच्च-भोल्टेज यन्त्रहरू निर्माणको लागि महत्त्वपूर्ण छ। उदाहरणका लागि, पावर उपकरणहरूमा, एपिटेक्सियल तहले उपकरणको ब्रेकडाउन भोल्टेज बढाउन सक्छ र सुरक्षित अपरेटिङ दायरा बढाउन सक्छ।
4. प्रक्रिया अनुकूलता र बहु-तह संरचना
बहु-तह संरचना: एपिटेक्सियल ग्रोथ टेक्नोलोजीले बहु-तह संरचनाहरूलाई सब्सट्रेटमा हुर्काउन अनुमति दिन्छ, र विभिन्न तहहरूमा विभिन्न डोपिङ सांद्रता र प्रकारहरू हुन सक्छन्। यो जटिल CMOS उपकरणहरू निर्माण गर्न र त्रि-आयामी एकीकरण प्राप्त गर्नको लागि धेरै उपयोगी छ। अनुकूलता: एपिटेक्सियल विकास प्रक्रिया अवस्थित CMOS निर्माण प्रक्रियाहरूसँग अत्यधिक उपयुक्त छ र सजिलैसँग प्रक्रिया लाइनहरू परिमार्जन नगरी अवस्थित निर्माण प्रक्रियाहरूमा एकीकृत गर्न सकिन्छ।