У ланцужку вытворчасці паўправаднікоў, асабліва ў ланцужку вытворчасці паўправаднікоў трэцяга пакалення (паўправаднікоў з шырокай зачыненай зонай), ёсць падкладкі іэпітаксіяльныпласты. Якое значэнне маеэпітаксіяльныпласт? У чым розніца паміж падкладкай і падкладкай?
Субстрат — авафельнывыраблены з паўправадніковых монакрышталічных матэрыялаў. Падкладка можа непасрэдна ўваходзіць увафельнывытворчае звяно для вытворчасці паўправадніковых прыбораў, або яно можа быць апрацаванаэпітаксіяльныпрацэс вытворчасці эпітаксіяльных пласцін. Субстратам з'яўляецца ніжняя часткавафельны(разрэжце пласціну, вы можаце атрымаць адну плашку за другой, а потым упакаваць яе, каб стаць легендарнай мікрасхемай) (насамрэч, ніжняя частка мікрасхемы звычайна пакрыта слоем золата, якое выкарыстоўваецца ў якасці «зямляльнага» злучэння, але гэта зроблена ў зваротным працэсе), і аснова, якая нясе ўсю апорную функцыю (хмарачос у чыпе пабудаваны на падкладцы).
Эпітаксія адносіцца да працэсу вырошчвання новага монакрышталя на монакрышталічнай падкладцы, якая была старанна апрацавана шляхам рэзкі, шліфоўкі, паліроўкі і г. д. Новы монакрышталь можа быць тым жа матэрыялам, што і падкладка, або можа быць іншым матэрыялам (гомаэпітаксіяльны або гетэраэпітаксіяльны).
Паколькі новаўтвораны монакрышталічны пласт расце ўздоўж фазы крышталя падкладкі, яго называюць эпітаксіяльным пластом (звычайна таўшчынёй у некалькі мікрон. У якасці прыкладу возьмем крэмній: сэнс эпітаксіяльнага росту крэмнію заключаецца ў вырошчванні пласта крышталя з добрай цэласнасцю структуры рашоткі на крэмніевай монакрышталічнай падкладцы з пэўнай арыентацыяй крышталя і розным удзельным супраціўленнем і таўшчынёй у якасці падкладкі), а падкладка з эпітаксіяльным пластом называецца эпітаксіяльнай пласцінай (эпітаксіяльная пласціна = эпітаксіяльны пласт + падкладка). Выраб прылады ажыццяўляецца на эпитаксиальном пласце.
Эпітаксіяльнасць падзяляецца на гомаэпітаксіяльнасць і гетэраэпітаксіяльнасць. Гомаэпітаксіяльнасць заключаецца ў вырошчванні на падкладцы эпітаксійнага пласта з таго ж матэрыялу, што і падкладка. Якое значэнне мае гомаэпітаксіяльнасць? – Павышэнне стабільнасці і надзейнасці прадукту. Хаця гомаэпітаксіяльнасць заключаецца ў вырошчванні эпітаксійнага пласта з таго ж матэрыялу, што і падкладка, хаця матэрыял аднолькавы, ён можа палепшыць чысціню матэрыялу і аднастайнасць паверхні пласціны. У параўнанні з паліраванымі пласцінамі, апрацаванымі механічнай паліроўкай, падкладка, апрацаваная метадам эпітаксіі, мае высокую плоскасць паверхні, высокую чысціню, менш мікрадэфектаў і менш паверхневых прымешак. Такім чынам, удзельнае супраціўленне больш аднастайнае, і лягчэй кантраляваць паверхневыя дэфекты, такія як паверхневыя часціцы, памылкі кладкі і дыслакацыі. Эпітаксія не толькі паляпшае характарыстыкі прадукту, але і забяспечвае яго стабільнасць і надзейнасць.
Якія перавагі эпітаксіяльнага пласта атамаў крэмнія на падкладцы крамянёвай пласціны? У крэмніевым працэсе CMOS эпітаксіяльны рост (EPI, эпітаксіяльны) на падкладцы пласціны з'яўляецца вельмі важным этапам працэсу.
1. Паляпшэнне якасці крышталя
Першапачатковыя дэфекты падкладкі і прымешкі: падкладка пласціны можа мець пэўныя дэфекты і прымешкі ў працэсе вытворчасці. Нарошчванне эпітаксійнага пласта можа стварыць на падкладцы высакаякасны монакрышталічны крэмніевы пласт з нізкім утрыманнем дэфектаў і канцэнтрацыяй прымешак, што вельмі важна для наступнага вырабу прылады. Аднастайная крышталічная структура: эпітаксіяльны рост можа забяспечыць больш аднастайную крышталічную структуру, паменшыць уплыў межаў зерняў і дэфектаў у матэрыяле падкладкі і, такім чынам, палепшыць якасць крышталя ўсёй пласціны.
2. Паляпшэнне электрычных характарыстык
Аптымізуйце характарыстыкі прылады: шляхам вырошчвання эпітаксійнага пласта на падкладцы можна дакладна кантраляваць канцэнтрацыю допінгу і тып крэмнію для аптымізацыі электрычных характарыстык прылады. Напрыклад, легіраванне эпітаксіяльнага пласта можа дакладна рэгуляваць парогавае напружанне і іншыя электрычныя параметры MOSFET. Паменшыць ток уцечкі: высакаякасныя эпітаксіяльныя пласты маюць меншую шчыльнасць дэфектаў, што дапамагае паменшыць ток уцечкі ў прыладзе, тым самым паляпшаючы прадукцыйнасць і надзейнасць прылады.
3. Падтрымка пашыраных вузлоў працэсу
Памяншэнне памеру функцый: у меншых вузлах працэсу (напрыклад, 7 нм, 5 нм) памер функцый прылады працягвае змяншацца, патрабуючы больш вытанчаных і высакаякасных матэрыялаў. Тэхналогія эпітаксійнага росту можа задаволіць гэтыя патрабаванні і падтрымаць вытворчасць інтэгральных схем з высокай прадукцыйнасцю і высокай шчыльнасцю. Палепшыць напружанне прабоя: эпітаксійны пласт можна распрацаваць так, каб мець больш высокае напружанне прабоя, што вельмі важна для вытворчасці магутных і высакавольтных прылад. Напрыклад, у сілавых прыладах эпітаксійны пласт можа павялічыць напружанне прабоя прылады і павялічыць бяспечны працоўны дыяпазон.
4. Сумяшчальнасць працэсаў і шматслаёвая структура
Шматслаёвая структура: тэхналогія эпітаксійнага росту дазваляе вырошчваць шматслойныя структуры на падкладцы, і розныя пласты могуць мець розныя канцэнтрацыі і тыпы допінгу. Гэта вельмі карысна для вытворчасці складаных прылад CMOS і дасягнення трохмернай інтэграцыі. Сумяшчальнасць: працэс эпітаксійнага росту вельмі сумяшчальны з існуючымі вытворчымі працэсамі CMOS і можа быць лёгка інтэграваны ў існуючыя вытворчыя працэсы без істотнага змянення тэхналагічных ліній.
Час публікацыі: 16 ліпеня 2024 г