Na cadeia da indústria de semicondutores, especialmente na cadeia da indústria de semicondutores de terceira geração (semicondutores de banda larga), existem substratos eepitaxialcamadas. Qual é o significado doepitaxialcamada? Qual é a diferença entre o substrato e o substrato?
O substrato é umbolachafeito de materiais semicondutores de cristal único. O substrato pode entrar diretamente nobolachalink de fabricação para produzir dispositivos semicondutores, ou pode ser processado porepitaxialprocesso para produzir wafers epitaxiais. O substrato é a parte inferior dobolacha(corte o wafer, você pode obter um dado após o outro e, em seguida, empacotá-lo para se tornar o chip lendário) (na verdade, a parte inferior do chip é geralmente revestida com uma camada de ouro traseiro, usada como uma conexão de “aterramento”, mas é feito no processo traseiro), e a base que carrega toda a função de suporte (o arranha-céu do chip é construído sobre o substrato).
Epitaxia refere-se ao processo de crescimento de um novo cristal único em um substrato de cristal único que foi cuidadosamente processado por corte, moagem, polimento, etc. O novo cristal único pode ser do mesmo material que o substrato ou pode ser um material diferente (homoepitaxial ou heteroepitaxial).
Como a camada de cristal único recém-formada cresce ao longo da fase de cristal do substrato, ela é chamada de camada epitaxial (geralmente com vários mícrons de espessura. Tome o silício como exemplo: o significado do crescimento epitaxial do silício é fazer crescer uma camada de cristal com boa integridade da estrutura da rede em um substrato de cristal único de silício com uma certa orientação de cristal e resistividade e espessura diferentes como o substrato), e o substrato com a camada epitaxial é chamado de wafer epitaxial (wafer epitaxial = camada epitaxial + substrato). A fabricação do dispositivo é realizada na camada epitaxial.
A epitaxialidade é dividida em homoepitaxialidade e heteroepitaxialidade. A homoepitaxialidade consiste no crescimento de uma camada epitaxial do mesmo material que o substrato no substrato. Qual é o significado da homoepitaxialidade? – Melhorar a estabilidade e confiabilidade do produto. Embora a homoepitaxialidade seja o crescimento de uma camada epitaxial do mesmo material do substrato, embora o material seja o mesmo, pode melhorar a pureza do material e a uniformidade da superfície do wafer. Comparado com as bolachas polidas processadas por polimento mecânico, o substrato processado por epitaxialidade tem alta planicidade superficial, alta limpeza, menos microdefeitos e menos impurezas superficiais. Portanto, a resistividade é mais uniforme e é mais fácil controlar defeitos superficiais, como partículas superficiais, falhas de empilhamento e deslocamentos. Epitaxy não só melhora o desempenho do produto, mas também garante a estabilidade e confiabilidade do produto.
Quais são os benefícios de fazer outra camada de átomos de silício epitaxial no substrato da pastilha de silício? No processo de silício CMOS, o crescimento epitaxial (EPI, epitaxial) no substrato do wafer é uma etapa do processo muito crítica.
1. Melhorar a qualidade do cristal
Defeitos e impurezas iniciais do substrato: O substrato do wafer pode apresentar certos defeitos e impurezas durante o processo de fabricação. O crescimento da camada epitaxial pode gerar uma camada de silício monocristalino de alta qualidade, baixo defeito e concentração de impurezas no substrato, o que é muito importante para a fabricação subsequente do dispositivo. Estrutura cristalina uniforme: O crescimento epitaxial pode garantir uma estrutura cristalina mais uniforme, reduzir a influência dos limites dos grãos e defeitos no material do substrato e, assim, melhorar a qualidade do cristal de todo o wafer.
2. Melhore o desempenho elétrico
Otimizar as características do dispositivo: Ao desenvolver uma camada epitaxial no substrato, a concentração de dopagem e o tipo de silício podem ser controlados com precisão para otimizar o desempenho elétrico do dispositivo. Por exemplo, a dopagem da camada epitaxial pode ajustar com precisão a tensão limite e outros parâmetros elétricos do MOSFET. Reduza a corrente de fuga: Camadas epitaxiais de alta qualidade têm menor densidade de defeitos, o que ajuda a reduzir a corrente de fuga no dispositivo, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade do dispositivo.
3. Suporte a nós de processos avançados
Reduzindo o tamanho dos recursos: Em nós de processo menores (como 7nm, 5nm), o tamanho dos recursos do dispositivo continua diminuindo, exigindo materiais mais refinados e de alta qualidade. A tecnologia de crescimento epitaxial pode atender a esses requisitos e oferecer suporte à fabricação de circuitos integrados de alto desempenho e alta densidade. Melhorar a tensão de ruptura: A camada epitaxial pode ser projetada para ter uma tensão de ruptura mais alta, o que é fundamental para a fabricação de dispositivos de alta potência e alta tensão. Por exemplo, em dispositivos de potência, a camada epitaxial pode aumentar a tensão de ruptura do dispositivo e aumentar a faixa operacional segura.
4. Compatibilidade de processos e estrutura multicamadas
Estrutura multicamadas: A tecnologia de crescimento epitaxial permite que estruturas multicamadas sejam cultivadas em um substrato, e diferentes camadas podem ter diferentes concentrações e tipos de dopagem. Isto é muito útil para fabricar dispositivos CMOS complexos e obter integração tridimensional. Compatibilidade: O processo de crescimento epitaxial é altamente compatível com os processos de fabricação CMOS existentes e pode ser facilmente integrado aos processos de fabricação existentes sem modificar significativamente as linhas de processo.
Horário da postagem: 16 de julho de 2024