Trong chuỗi công nghiệp bán dẫn, đặc biệt là trong chuỗi công nghiệp bán dẫn thế hệ thứ ba (chất bán dẫn dải rộng), có chất nền vàepitaxycác lớp. Tầm quan trọng củaepitaxylớp? Sự khác biệt giữa chất nền và chất nền là gì?
Chất nền là mộtbánh xốplàm bằng vật liệu bán dẫn đơn tinh thể. Chất nền có thể xâm nhập trực tiếp vàobánh xốpliên kết sản xuất để sản xuất các thiết bị bán dẫn hoặc có thể được xử lý bằngepitaxyQuy trình sản xuất tấm wafer epiticular Chất nền là phần đáy củabánh xốp(cắt tấm wafer, bạn có thể lấy hết khuôn này đến khuôn khác, sau đó đóng gói nó để trở thành con chip huyền thoại) (trên thực tế, phần dưới của con chip thường được mạ một lớp vàng phía sau, dùng làm kết nối “mặt đất”, nhưng nó được thực hiện ở quy trình phía sau) và phần đế mang toàn bộ chức năng hỗ trợ (hình chữ nhật chọc trời trong chip được xây dựng trên đế).
Epitaxy đề cập đến quá trình phát triển một tinh thể đơn mới trên một đế đơn tinh thể đã được xử lý cẩn thận bằng cách cắt, mài, đánh bóng, v.v. Tinh thể đơn mới có thể là vật liệu giống như chất nền hoặc có thể là một vật liệu khác (đồng epiticular hoặc dị epiticular).
Do lớp tinh thể đơn mới hình thành phát triển dọc theo pha tinh thể cơ chất nên nó được gọi là lớp epiticular (thường dày vài micron. Lấy silicon làm ví dụ: ý nghĩa của sự tăng trưởng epiticular silicon là phát triển một lớp tinh thể có cấu trúc mạng tinh thể toàn vẹn tốt trên đế đơn tinh thể silicon có hướng tinh thể nhất định, điện trở suất và độ dày khác nhau làm chất nền), và chất nền có lớp epiticular được gọi là wafer epiticular (wafer epiticular = lớp epiticular + chất nền). Việc sản xuất thiết bị được thực hiện trên lớp epitaxy.
Tính đồng trục được chia thành đồng tính và dị tính. Homoepiticularity là phát triển một lớp epiticular có cùng chất liệu với chất nền trên đế. Ý nghĩa của tính đồng trục là gì? – Cải thiện độ ổn định và độ tin cậy của sản phẩm. Mặc dù homoepiticularity là phát triển một lớp epiticular có cùng chất liệu với chất nền, mặc dù vật liệu giống nhau nhưng nó có thể cải thiện độ tinh khiết và tính đồng nhất của vật liệu của bề mặt wafer. So với các tấm wafer được đánh bóng được xử lý bằng đánh bóng cơ học, chất nền được xử lý bằng phương pháp epiticular có độ phẳng bề mặt cao, độ sạch cao, ít khuyết tật vi mô hơn và ít tạp chất bề mặt hơn. Do đó, điện trở suất đồng đều hơn và dễ dàng kiểm soát các khuyết tật bề mặt như hạt bề mặt, lỗi xếp chồng và sai lệch. Epitaxy không chỉ cải thiện hiệu suất sản phẩm mà còn đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy của sản phẩm.
Lợi ích của việc tạo ra một lớp nguyên tử silicon khác trên đế wafer silicon là gì? Trong quy trình silicon CMOS, sự phát triển epiticular (EPI, epiticular) trên đế bán dẫn là một bước quy trình rất quan trọng.
1. Cải thiện chất lượng tinh thể
Các khuyết tật và tạp chất cơ bản ban đầu: Chất nền wafer có thể có một số khuyết tật và tạp chất nhất định trong quá trình sản xuất. Sự phát triển của lớp epiticular có thể tạo ra lớp silicon đơn tinh thể chất lượng cao, độ khuyết tật thấp và nồng độ tạp chất trên đế, điều này rất quan trọng cho việc sản xuất thiết bị tiếp theo. Cấu trúc tinh thể đồng nhất: Sự tăng trưởng epiticular có thể đảm bảo cấu trúc tinh thể đồng đều hơn, giảm ảnh hưởng của ranh giới hạt và khuyết tật trong vật liệu nền, từ đó cải thiện chất lượng tinh thể của toàn bộ wafer.
2. Cải thiện hiệu suất điện
Tối ưu hóa đặc tính của thiết bị: Bằng cách phát triển một lớp epiticular trên đế, nồng độ pha tạp và loại silicon có thể được kiểm soát chính xác để tối ưu hóa hiệu suất điện của thiết bị. Ví dụ, sự pha tạp của lớp epiticular có thể điều chỉnh chính xác điện áp ngưỡng và các thông số điện khác của MOSFET. Giảm dòng rò: Các lớp epiticular chất lượng cao có mật độ khuyết tật thấp hơn, giúp giảm dòng rò trong thiết bị, từ đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.
3. Hỗ trợ các nút quy trình nâng cao
Giảm kích thước tính năng: Trong các nút quy trình nhỏ hơn (như 7nm, 5nm), kích thước tính năng của thiết bị tiếp tục co lại, đòi hỏi vật liệu chất lượng cao và tinh tế hơn. Công nghệ tăng trưởng epiticular có thể đáp ứng các yêu cầu này và hỗ trợ sản xuất mạch tích hợp mật độ cao và hiệu suất cao. Cải thiện điện áp đánh thủng: Lớp epitaxy có thể được thiết kế để có điện áp đánh thủng cao hơn, điều này rất quan trọng để sản xuất các thiết bị có công suất cao và điện áp cao. Ví dụ, trong các thiết bị điện, lớp epiticular có thể làm tăng điện áp đánh thủng của thiết bị và tăng phạm vi hoạt động an toàn.
4. Khả năng tương thích quy trình và cấu trúc nhiều lớp
Cấu trúc nhiều lớp: Công nghệ tăng trưởng epiticular cho phép các cấu trúc nhiều lớp được phát triển trên một chất nền và các lớp khác nhau có thể có nồng độ và loại pha tạp khác nhau. Điều này rất hữu ích cho việc sản xuất các thiết bị CMOS phức tạp và đạt được sự tích hợp ba chiều. Khả năng tương thích: Quá trình tăng trưởng epiticular có khả năng tương thích cao với các quy trình sản xuất CMOS hiện có và có thể dễ dàng tích hợp vào các quy trình sản xuất hiện có mà không cần sửa đổi đáng kể các dây chuyền xử lý.
Thời gian đăng: 16-07-2024