ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม (เซมิคอนดักเตอร์แบบแถบกว้าง) มีสารตั้งต้นและเยื่อบุผิวชั้น สาระสำคัญของ.คืออะไรเยื่อบุผิวชั้น? ความแตกต่างระหว่างวัสดุพิมพ์และวัสดุพิมพ์คืออะไร?
วัสดุพิมพ์คือกเวเฟอร์ทำจากวัสดุผลึกเดี่ยวเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุพิมพ์สามารถป้อนได้โดยตรงเวเฟอร์ลิงค์การผลิตเพื่อผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์หรือสามารถแปรรูปได้โดยเยื่อบุผิวกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์แบบเอพิเทเชียล วัสดุพิมพ์อยู่ด้านล่างของเวเฟอร์(ตัดเวเฟอร์คุณจะได้ตายทีละชิ้นแล้วบรรจุให้เป็นชิปในตำนาน) (อันที่จริงด้านล่างของชิปโดยทั่วไปจะชุบด้วยชั้นทองด้านหลังซึ่งใช้เป็นการเชื่อมต่อแบบ "กราวด์" แต่ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการด้านหลัง) และฐานที่รองรับฟังก์ชันรองรับทั้งหมด (แท่งทรงสูงในชิปถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิว)
Epitaxy หมายถึงกระบวนการปลูกผลึกเดี่ยวใหม่บนพื้นผิวผลึกเดี่ยวที่ได้รับการประมวลผลอย่างระมัดระวังโดยการตัด บด ขัด ฯลฯ ผลึกเดี่ยวใหม่อาจเป็นวัสดุเดียวกันกับสารตั้งต้น หรืออาจเป็นวัสดุอื่นก็ได้ (โฮมีพิแทกเซียลหรือเฮเทอโรอีพิแทกเซียล)
เนื่องจากชั้นผลึกเดี่ยวที่สร้างขึ้นใหม่จะเติบโตไปตามเฟสของสารตั้งต้นของคริสตัล จึงเรียกว่าชั้น epitaxis (โดยปกติจะมีความหนาหลายไมครอน ยกตัวอย่างซิลิคอน: ความหมายของการเติบโตของซิลิคอน epitaxis คือการขยายชั้นของคริสตัลที่มีความสมบูรณ์ของโครงสร้างขัดแตะที่ดี บนพื้นผิวผลึกเดี่ยวซิลิกอนที่มีการวางแนวคริสตัลที่แน่นอนและมีความต้านทานและความหนาที่แตกต่างกันเป็นพื้นผิว) และพื้นผิวที่มีชั้น epitaxis เรียกว่าเวเฟอร์ epitaxis (เวเฟอร์ epitaxis = ชั้น epitaxis + สารตั้งต้น) การผลิตอุปกรณ์จะดำเนินการบนชั้น epitaxis
Epitaxality แบ่งออกเป็น Homoepitaxality และ Heteroepitaxality ความเป็นเนื้อเดียวกันคือการเพิ่มชั้น epitaxis ของวัสดุเดียวกันกับสารตั้งต้นบนพื้นผิว ความสำคัญของภาวะโฮโมอีพิแทกเชียลคืออะไร? – ปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ แม้ว่าความเป็นเนื้อเดียวกันคือการสร้างชั้น epitaxis ของวัสดุเดียวกันกับสารตั้งต้น แม้ว่าวัสดุจะเหมือนกัน แต่ก็สามารถปรับปรุงความบริสุทธิ์ของวัสดุและความสม่ำเสมอของพื้นผิวเวเฟอร์ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับเวเฟอร์ขัดเงาที่ประมวลผลโดยการขัดเชิงกล พื้นผิวที่ประมวลผลโดย epitaxisity มีความเรียบของพื้นผิวสูง มีความสะอาดสูง มีข้อบกพร่องระดับจุลภาคน้อยกว่า และสิ่งเจือปนบนพื้นผิวน้อยกว่า ดังนั้น ความต้านทานจึงมีความสม่ำเสมอมากกว่า และควบคุมข้อบกพร่องที่พื้นผิวได้ง่ายกว่า เช่น อนุภาคบนพื้นผิว ข้อบกพร่องในการเรียงซ้อน และการเคลื่อนตัว Epitaxy ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังรับประกันความเสถียรและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อีกด้วย
ประโยชน์ของการสร้างอีปิแทกเซียลอะตอมของซิลิคอนอีกชั้นหนึ่งบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนมีอะไรบ้าง ในกระบวนการซิลิกอน CMOS การเจริญเติบโตของอีพิเทกเซียล (EPI, อีปิแอกเซียล) บนซับสเตรตเวเฟอร์เป็นขั้นตอนกระบวนการที่สำคัญมาก
1. ปรับปรุงคุณภาพคริสตัล
ข้อบกพร่องและสิ่งสกปรกของพื้นผิวเริ่มต้น: วัสดุพิมพ์เวเฟอร์อาจมีข้อบกพร่องและสิ่งสกปรกบางอย่างในระหว่างกระบวนการผลิต การเจริญเติบโตของชั้น epitaxis สามารถสร้างชั้นซิลิกอนผลึกเดี่ยวคุณภาพสูง มีข้อบกพร่องต่ำ และมีความเข้มข้นของสิ่งเจือปนบนพื้นผิว ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับการผลิตอุปกรณ์ในภายหลัง โครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอ: การเติบโตแบบอีพิเทเชียลสามารถรับประกันโครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอมากขึ้น ลดอิทธิพลของขอบเขตของเกรนและข้อบกพร่องในวัสดุซับสเตรต และปรับปรุงคุณภาพผลึกของเวเฟอร์ทั้งหมด
2. ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
ปรับคุณลักษณะของอุปกรณ์ให้เหมาะสม: ด้วยการเพิ่มชั้นเอพิแทกเซียลบนพื้นผิว ทำให้สามารถควบคุมความเข้มข้นของสารต้องห้ามและประเภทของซิลิคอนได้อย่างแม่นยำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น การเติมสารโด๊ปของชั้น epitaxis สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าอื่นๆ ของ MOSFET ได้อย่างแม่นยำ ลดกระแสรั่วไหล: ชั้นเอปิเทกเซียลคุณภาพสูงมีความหนาแน่นของข้อบกพร่องลดลง ซึ่งช่วยลดกระแสรั่วไหลในอุปกรณ์ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
3. รองรับโหนดกระบวนการขั้นสูง
การลดขนาดฟีเจอร์: ในโหนดกระบวนการที่เล็กกว่า (เช่น 7 นาโนเมตร, 5 นาโนเมตร) ขนาดฟีเจอร์ของอุปกรณ์ยังคงหดตัวลง ซึ่งต้องใช้วัสดุที่ได้รับการขัดเกลาและมีคุณภาพสูงมากขึ้น เทคโนโลยีการเติบโตแบบอีปิแอกเซียลสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ และสนับสนุนการผลิตวงจรรวมประสิทธิภาพสูงและมีความหนาแน่นสูง ปรับปรุงแรงดันพังทลาย: ชั้น epitaxis สามารถออกแบบให้มีแรงดันพังทลายที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตอุปกรณ์กำลังสูงและไฟฟ้าแรงสูง ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์ไฟฟ้า ชั้นอีพิแทกเซียลสามารถเพิ่มแรงดันพังทลายของอุปกรณ์และเพิ่มช่วงการทำงานที่ปลอดภัย
4. ความเข้ากันได้ของกระบวนการและโครงสร้างหลายชั้น
โครงสร้างหลายชั้น: เทคโนโลยีการเติบโตแบบ Epitaxis ช่วยให้สามารถปลูกโครงสร้างหลายชั้นบนพื้นผิวได้ และชั้นที่ต่างกันอาจมีความเข้มข้นและประเภทของยาสลบที่แตกต่างกัน สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับการผลิตอุปกรณ์ CMOS ที่ซับซ้อนและการบูรณาการสามมิติ ความเข้ากันได้: กระบวนการเติบโตแบบอีปิเทกเซียลเข้ากันได้สูงกับกระบวนการผลิต CMOS ที่มีอยู่ และสามารถบูรณาการเข้ากับกระบวนการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนสายการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ
เวลาโพสต์: Jul-16-2024