ნახევარგამტარების ინდუსტრიის ჯაჭვში, განსაკუთრებით მესამე თაობის ნახევარგამტარების (ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარული) ინდუსტრიის ჯაჭვში, არის სუბსტრატები დაეპიტაქსიალურიფენები. რა მნიშვნელობა აქვსეპიტაქსიალურიფენა? რა განსხვავებაა სუბსტრატსა და სუბსტრატს შორის?
სუბსტრატი არის ავაფლიდამზადებულია ნახევარგამტარული ერთკრისტალური მასალებისგან. სუბსტრატს შეუძლია პირდაპირ შევიდესვაფლისაწარმოო ბმული ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებისთვის, ან მისი დამუშავება შესაძლებელიაეპიტაქსიალურიეპიტაქსიური ვაფლის წარმოების პროცესი. სუბსტრატი არის ქვედა ნაწილივაფლი(დაჭერით ვაფლი, შეგიძლიათ აიღოთ ერთი ტილო მეორის მიყოლებით და შემდეგ შეფუთოთ ის, რომ გახდეს ლეგენდარული ჩიპი) (სინამდვილეში, ჩიპის ქვედა ნაწილი, როგორც წესი, მოოქროვილია უკანა ოქროს ფენით, რომელიც გამოიყენება როგორც „დამიწის“ კავშირი, მაგრამ იგი მზადდება უკანა პროცესში), და ბაზა, რომელიც ახორციელებს მთელ დამხმარე ფუნქციას (ჩიპში ცათამბჯენი აგებულია სუბსტრატზე).
ეპიტაქსია გულისხმობს ახალი ერთკრისტალის ზრდის პროცესს ერთკრისტალურ სუბსტრატზე, რომელიც საგულდაგულოდ დამუშავდა ჭრის, დაფქვის, გაპრიალების და ა.შ. ახალი ერთკრისტალი შეიძლება იყოს იგივე მასალა, როგორც სუბსტრატი, ან შეიძლება იყოს სხვა მასალა. (ჰომოეპიტაქსიური ან ჰეტეროეპიტაქსიური).
მას შემდეგ, რაც ახლად წარმოქმნილი ერთკრისტალური ფენა იზრდება სუბსტრატის კრისტალური ფაზის გასწვრივ, მას უწოდებენ ეპიტაქსიალურ ფენას (ჩვეულებრივ, რამდენიმე მიკრონის სისქის. ავიღოთ სილიციუმი, როგორც მაგალითი: სილიციუმის ეპიტაქსიური ზრდის მნიშვნელობა არის ბროლის ფენის გაზრდა კარგი მედის სტრუქტურის მთლიანობით. სილიკონის ერთკრისტალურ სუბსტრატზე გარკვეული ბროლის ორიენტაციისა და განსხვავებული წინაღობისა და სისქის, როგორც სუბსტრატს), და ეპიტაქსიური შრის მქონე სუბსტრატს ეწოდება ეპიტაქსიალური ვაფლი (ეპიტაქსიალური ვაფლი = ეპიტაქსიალური ფენა + სუბსტრატი). მოწყობილობის დამზადება ხორციელდება ეპიტაქსიალურ ფენაზე.
ეპიტაქსიალობა იყოფა ჰომეპიტაქსიალურობად და ჰეტეროეპიტაქსიალურობად. ჰომოეპიტაქსიალობა არის იგივე მასალის ეპიტაქსიური ფენის გაზრდა, როგორც სუბსტრატი სუბსტრატზე. რა მნიშვნელობა აქვს ჰომეპიტაქსიურობას? - გააუმჯობესეთ პროდუქტის სტაბილურობა და საიმედოობა. მიუხედავად იმისა, რომ ჰომეპიტაქსიურობა არის იგივე მასალის ეპიტაქსიალური ფენის გაზრდა, როგორც სუბსტრატი, თუმცა მასალა იგივეა, მას შეუძლია გააუმჯობესოს ვაფლის ზედაპირის მატერიალური სისუფთავე და ერთგვაროვნება. მექანიკური გაპრიალებით დამუშავებულ გაპრიალებულ ვაფლებთან შედარებით, ეპიტაქსიალურობით დამუშავებულ სუბსტრატს აქვს ზედაპირის მაღალი სიბრტყე, მაღალი სისუფთავე, ნაკლები მიკრო დეფექტები და ნაკლები ზედაპირის მინარევები. ამიტომ, წინააღმდეგობა უფრო ერთგვაროვანია და უფრო ადვილია ზედაპირული დეფექტების კონტროლი, როგორიცაა ზედაპირის ნაწილაკები, დაწყობის ხარვეზები და დისლოკაციები. ეპიტაქსია არა მხოლოდ აუმჯობესებს პროდუქტის მუშაობას, არამედ უზრუნველყოფს პროდუქტის სტაბილურობას და საიმედოობას.
რა სარგებლობა მოაქვს სილიციუმის ვაფლის სუბსტრატზე სილიციუმის ატომების კიდევ ერთი ფენის ეპიტაქსიის გაკეთებას? CMOS სილიკონის პროცესში, ეპიტაქსიალური ზრდა (EPI, ეპიტაქსიალური) ვაფლის სუბსტრატზე არის ძალიან კრიტიკული პროცესის ეტაპი.
1. აუმჯობესებს ბროლის ხარისხს
სუბსტრატის საწყისი დეფექტები და მინარევები: ვაფლის სუბსტრატს შეიძლება ჰქონდეს გარკვეული დეფექტები და მინარევები წარმოების პროცესში. ეპიტაქსიალური ფენის ზრდამ შეიძლება წარმოქმნას მაღალი ხარისხის, დაბალი დეფექტის და მინარევების კონცენტრაციის ერთკრისტალური სილიკონის ფენა სუბსტრატზე, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია მოწყობილობის შემდგომი წარმოებისთვის. ერთიანი კრისტალური სტრუქტურა: ეპიტაქსიურმა ზრდამ შეიძლება უზრუნველყოს უფრო ერთგვაროვანი კრისტალური სტრუქტურა, შეამციროს მარცვლის საზღვრებისა და დეფექტების გავლენა სუბსტრატის მასალაში და ამით გააუმჯობესოს მთელი ვაფლის კრისტალური ხარისხი.
2. ელექტრული მუშაობის გაუმჯობესება
მოწყობილობის მახასიათებლების ოპტიმიზაცია: სუბსტრატზე ეპიტაქსიალური ფენის გაზრდით, დოპინგის კონცენტრაცია და სილიკონის ტიპი ზუსტად შეიძლება კონტროლდებოდეს მოწყობილობის ელექტრული მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის. მაგალითად, ეპიტაქსიალური ფენის დოპინგს შეუძლია ზუსტად დაარეგულიროს ზღვრული ძაბვა და MOSFET-ის სხვა ელექტრული პარამეტრები. გაჟონვის დენის შემცირება: მაღალი ხარისხის ეპიტაქსიალურ ფენებს აქვთ დეფექტის დაბალი სიმკვრივე, რაც ხელს უწყობს მოწყობილობაში გაჟონვის დენის შემცირებას, რითაც აუმჯობესებს მოწყობილობის მუშაობას და საიმედოობას.
3. გაფართოებული პროცესის კვანძების მხარდაჭერა
ფუნქციის ზომის შემცირება: პროცესის მცირე კვანძებში (როგორიცაა 7 ნმ, 5 ნმ), მოწყობილობის ფუნქციის ზომა მცირდება, რაც მოითხოვს უფრო დახვეწილ და მაღალხარისხიან მასალებს. ეპიტაქსიალური ზრდის ტექნოლოგიას შეუძლია დააკმაყოფილოს ეს მოთხოვნები და ხელი შეუწყოს მაღალი ხარისხის და მაღალი სიმკვრივის ინტეგრირებული მიკროსქემის წარმოებას. ავარიული ძაბვის გაუმჯობესება: ეპიტაქსიალური ფენა შეიძლება შეიქმნას უფრო მაღალი ავარიული ძაბვისთვის, რაც გადამწყვეტია მაღალი სიმძლავრის და მაღალი ძაბვის მოწყობილობების წარმოებისთვის. მაგალითად, ელექტრო მოწყობილობებში, ეპიტაქსიალურ ფენას შეუძლია გაზარდოს მოწყობილობის დაშლის ძაბვა და გაზარდოს უსაფრთხო მუშაობის დიაპაზონი.
4. პროცესის თავსებადობა და მრავალშრიანი სტრუქტურა
მრავალშრიანი სტრუქტურა: ეპიტაქსიალური ზრდის ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა მრავალშრიანი სტრუქტურები გაიზარდოს სუბსტრატზე და სხვადასხვა ფენებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული დოპინგის კონცენტრაცია და ტიპი. ეს ძალიან სასარგებლოა რთული CMOS მოწყობილობების წარმოებისთვის და სამგანზომილებიანი ინტეგრაციის მისაღწევად. თავსებადობა: ეპიტაქსიალური ზრდის პროცესი უაღრესად თავსებადია არსებულ CMOS წარმოების პროცესებთან და შეიძლება ადვილად იყოს ინტეგრირებული არსებულ წარმოების პროცესებში პროცესის ხაზების მნიშვნელოვანი ცვლილების გარეშე.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-16-2024