ໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອຸດສາຫະກໍາ semiconductor, ໂດຍສະເພາະໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ອຸດສາຫະກໍາ semiconductor ຮຸ່ນທີສາມ (wide bandgap semiconductor), ມີ substrates ແລະ.epitaxialຊັ້ນ. ແມ່ນຫຍັງຄືຄວາມສໍາຄັນຂອງepitaxialຊັ້ນ? ຄວາມແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງ substrate ແລະ substrate ແມ່ນຫຍັງ?
ທາດຍ່ອຍແມ່ນ ກwaferເຮັດດ້ວຍ semiconductor ວັດສະດຸໄປເຊຍກັນດຽວ. substrate ໂດຍກົງສາມາດເຂົ້າໄປໃນwaferການເຊື່ອມໂຍງການຜະລິດເພື່ອຜະລິດອຸປະກອນ semiconductor, ຫຼືມັນສາມາດຖືກປຸງແຕ່ງໂດຍepitaxialຂະບວນການຜະລິດ wafers epitaxial. substrate ແມ່ນທາງລຸ່ມຂອງwafer(ຕັດ wafer, ທ່ານສາມາດເອົາຫນຶ່ງຕາຍຫຼັງຈາກນັ້ນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຫຸ້ມຫໍ່ໃຫ້ກາຍເປັນ chip legendary) (ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ດ້ານລຸ່ມຂອງ chip ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ plated ກັບຊັ້ນຂອງຄໍາກັບຄືນໄປບ່ອນ, ນໍາໃຊ້ເປັນການເຊື່ອມຕໍ່ "ດິນ", ແຕ່ມັນຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນຂະບວນການກັບຄືນໄປບ່ອນ), ແລະພື້ນຖານທີ່ປະຕິບັດຫນ້າທີ່ສະຫນັບສະຫນູນທັງຫມົດ (skyscraper ໃນ chip ແມ່ນສ້າງຂຶ້ນໃນ substrate).
Epitaxy ຫມາຍເຖິງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນໃຫມ່ໃນ substrate ໄປເຊຍກັນດຽວທີ່ໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງຢ່າງລະມັດລະວັງໂດຍການຕັດ, ຂັດ, ຂັດ, ແລະອື່ນໆ, ຜລຶກດຽວໃຫມ່ສາມາດເປັນວັດສະດຸດຽວກັນກັບ substrate ໄດ້, ຫຼືມັນສາມາດເປັນວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. (homoepitaxial ຫຼື heteroepitaxial).
ນັບຕັ້ງແຕ່ຊັ້ນຜລຶກດຽວທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃຫມ່ຈະເລີນເຕີບໂຕຕາມໄລຍະຂອງຜລຶກຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ມັນຖືກເອີ້ນວ່າຊັ້ນ epitaxial (ປົກກະຕິແລ້ວຫຼາຍໄມຄອນຫນາ. ເອົາຊິລິຄອນເປັນຕົວຢ່າງ: ຄວາມ ໝາຍ ຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊິລິໂຄນແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນຂອງໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍດີ. ຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນຂອງຊິລິໂຄນອັນດຽວທີ່ມີທິດທາງໄປເຊຍກັນທີ່ແນ່ນອນແລະຄວາມຕ້ານທານແລະຄວາມຫນາທີ່ແຕກຕ່າງກັນເປັນ substrate), ແລະຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີຊັ້ນ epitaxial ຖືກເອີ້ນວ່າ. epitaxial wafer (epitaxial wafer = ຊັ້ນ epitaxial + substrate). ການຜະລິດອຸປະກອນແມ່ນດໍາເນີນຢູ່ໃນຊັ້ນ epitaxial.
Epitaxiality ແບ່ງອອກເປັນ homoepitaxiality ແລະ heteroepitaxiality. Homoepitaxiality ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial ຂອງວັດສະດຸດຽວກັນກັບ substrate ເທິງ substrate. ຄວາມສໍາຄັນຂອງ homoepitaxiality ແມ່ນຫຍັງ? - ປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຜະລິດຕະພັນ. ເຖິງແມ່ນວ່າ homoepitaxiality ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial ຂອງວັດສະດຸດຽວກັນກັບ substrate, ເຖິງແມ່ນວ່າວັດສະດຸແມ່ນຄືກັນ, ມັນສາມາດປັບປຸງຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດສະດຸແລະຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຫນ້າດິນ wafer. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ wafers ຂັດທີ່ປຸງແຕ່ງໂດຍການຂັດກົນຈັກ, ຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ປຸງແຕ່ງໂດຍ epitaxiality ມີຄວາມແປນຂອງຫນ້າດິນສູງ, ຄວາມສະອາດສູງ, ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງຈຸນລະພາກຫນ້ອຍ, ແລະຄວາມບໍ່ສະອາດຂອງຫນ້າດິນຫນ້ອຍລົງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຕ້ານທານແມ່ນມີຄວາມເປັນເອກະພາບຫຼາຍ, ແລະມັນງ່າຍຕໍ່ການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງພື້ນຜິວເຊັ່ນ: ອະນຸພາກພື້ນຜິວ, ຄວາມຜິດ stacking, ແລະ dislocations. Epitaxy ບໍ່ພຽງແຕ່ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງຜະລິດຕະພັນ, ແຕ່ຍັງຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຜະລິດຕະພັນ.
ຜົນປະໂຫຍດຂອງການເຮັດໃຫ້ຊັ້ນອື່ນຂອງອະຕອມຊິລິໂຄນ epitaxial ເທິງ substrate wafer ຊິລິໂຄນແມ່ນຫຍັງ? ໃນຂະບວນການຊິລິໂຄນ CMOS, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial (EPI, epitaxial) ໃນຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ wafer ແມ່ນຂັ້ນຕອນຂະບວນການທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍ.
1. ປັບປຸງຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນ
ຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນເບື້ອງຕົ້ນ ແລະສິ່ງສົກກະປົກ: ຊັ້ນໃຕ້ດິນ wafer ອາດຈະມີຂໍ້ບົກພ່ອງ ແລະສິ່ງສົກກະປົກບາງຢ່າງໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial ສາມາດສ້າງຊັ້ນຊິລິໂຄນທີ່ມີປະສິດຕິຜົນສູງ, ຕ່ໍາແລະຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຊັ້ນດຽວໃນຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນຫຼາຍສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນຕໍ່ມາ. ໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ເປັນເອກະພາບ: ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Epitaxial ສາມາດຮັບປະກັນໂຄງສ້າງຜລຶກທີ່ເປັນເອກະພາບຫຼາຍ, ຫຼຸດຜ່ອນອິດທິພົນຂອງຂອບເຂດເມັດພືດແລະຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງວັດສະດຸຍ່ອຍ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງໄປເຊຍກັນຂອງ wafer ທັງຫມົດ.
2. ປັບປຸງປະສິດທິພາບໄຟຟ້າ
ປັບປຸງຄຸນລັກສະນະຂອງອຸປະກອນ: ໂດຍການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ແລະປະເພດຂອງຊິລິໂຄນສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຊັດເຈນເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນໄຟຟ້າ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ການ doping ຂອງຊັ້ນ epitaxial ສາມາດປັບລະດັບແຮງດັນແລະຕົວກໍານົດການໄຟຟ້າອື່ນໆຂອງ MOSFET ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ຫຼຸດຜ່ອນການຮົ່ວໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າ: ຊັ້ນ epitaxial ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຕ່ໍາ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຮົ່ວໄຫຼໃນອຸປະກອນ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການປະຕິບັດແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນ.
3. ສະຫນັບສະຫນູນຂໍ້ຂະບວນການຂັ້ນສູງ
ການຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຄຸນນະສົມບັດ: ໃນຂໍ້ຂະບວນການຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ (ເຊັ່ນ: 7nm, 5nm), ຂະຫນາດຄຸນສົມບັດຂອງອຸປະກອນຍັງສືບຕໍ່ຫົດຕົວ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວັດສະດຸທີ່ຫລອມໂລຫະແລະມີຄຸນນະພາບສູງ. ເທກໂນໂລຍີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Epitaxial ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້ແລະສະຫນັບສະຫນູນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ. ປັບປຸງແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກ: ຊັ້ນ epitaxial ສາມາດຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ມີແຮງດັນການທໍາລາຍທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນທີ່ມີແຮງດັນສູງແລະແຮງດັນສູງ. ຕົວຢ່າງ, ໃນອຸປະກອນພະລັງງານ, ຊັ້ນ epitaxial ສາມາດເພີ່ມແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກຂອງອຸປະກອນແລະເພີ່ມລະດັບການເຮັດວຽກທີ່ປອດໄພ.
4. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງຂະບວນການແລະໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນ
ໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນ: ເທກໂນໂລຍີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ຊ່ວຍໃຫ້ໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນສາມາດປູກຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ, ແລະຊັ້ນຕ່າງໆສາມາດມີຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະປະເພດ. ນີ້ແມ່ນເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນ CMOS ສະລັບສັບຊ້ອນແລະບັນລຸການເຊື່ອມໂຍງສາມມິຕິ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້: ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ແມ່ນເຫມາະສົມກັບຂະບວນການຜະລິດ CMOS ທີ່ມີຢູ່ແລະສາມາດປະສົມປະສານໄດ້ງ່າຍໃນຂະບວນການຜະລິດທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໂດຍບໍ່ມີການດັດແປງເສັ້ນຂະບວນການຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ເວລາປະກາດ: ກໍລະກົດ-16-2024