በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ሰንሰለት ውስጥ በተለይም በሦስተኛው-ትውልድ ሴሚኮንዳክተር (ሰፊ ባንድጋፕ ሴሚኮንዳክተር) ኢንዱስትሪ ሰንሰለት ውስጥ ፣ substrates እና አሉ ።epitaxialንብርብሮች. ፋይዳው ምንድን ነውepitaxialንብርብር? በንጣፉ እና በንጣፉ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
ንብረቱ ሀዋፈርከሴሚኮንዳክተር ነጠላ ክሪስታል ቁሶች የተሰራ. የ substrate በቀጥታ ወደ ውስጥ መግባት ይችላልዋፈርሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎችን ለማምረት የማኑፋክቸሪንግ ማገናኛ ወይም በ ሊሰራ ይችላልepitaxialየ epitaxial wafers ለማምረት ሂደት. የ substrate የታች ነውዋፈር(ዋፋውን ይቁረጡ ፣ አንዱ በሌላው ይሞታል ፣ እና ከዚያ በጣም ታዋቂው ቺፕ ለመሆን ያሽጉ) (በእርግጥ ፣ የቺፑው የታችኛው ክፍል በአጠቃላይ በጀርባ ወርቅ ተሸፍኗል ፣ እንደ “መሬት” ግንኙነት ፣ ነገር ግን በኋለኛው ሂደት ውስጥ የተሰራ ነው), እና ሙሉውን የድጋፍ ተግባር የሚሸከመው መሠረት (በቺፑ ውስጥ ያለው ሰማይ ጠቀስ ህንጻ በንዑስ ክፍል ላይ ተሠርቷል).
ኤፒታክሲ (Epitaxy) በአንዲት ክሪስታል ንጣፍ ላይ አዲስ ነጠላ ክሪስታል የማብቀል ሂደትን የሚያመለክት ሲሆን ይህም በጥንቃቄ በመቁረጥ, በመፍጨት, በማጣራት, ወዘተ. (ሆሞኢፒታክሲያል ወይም ሄትሮፒታክሲያል).
አዲስ የተቋቋመው ነጠላ ክሪስታል ንብርብር በ substrate ክሪስታል ክፍል ላይ ስለሚበቅል ኤፒታክሲያል ንብርብር ይባላል (ብዙውን ጊዜ ብዙ ማይክሮን ውፍረት ያለው። ሲሊኮን እንደ ምሳሌ እንውሰድ፡ የሲሊኮን ኤፒታክሲያል እድገት ትርጉም ጥሩ ጥልፍልፍ መዋቅር ታማኝነት ያለው ክሪስታል ንብርብር ማደግ ነው። በሲሊኮን ነጠላ ክሪስታል ንጣፍ ላይ የተወሰነ ክሪስታል አቅጣጫ እና የተለየ የመቋቋም እና ውፍረት እንደ ንጣፍ) ፣ እና ከኤፒታክሲያል ሽፋን ጋር ያለው ንጣፍ ኤፒታክሲያል ዋፈር (epitaxial wafer = epitaxial Layer + substrate) ይባላል። የመሳሪያ ማምረቻ የሚከናወነው በ epitaxial ንብርብር ላይ ነው.
ኤፒታክሲያሊቲ ወደ ሆሞኢፒታክሲያሊቲ እና ሄትሮፒታክሲያሊቲ ይከፋፈላል። ሆሞኢፒታክሲያሊቲ (Homoepitaxiality) በንጥረ ነገር ላይ ካለው ንኡስ ክፍል ጋር ተመሳሳይ የሆነ ኤፒታክሲያል ንብርብር ማሳደግ ነው። የግብረ-ሰዶማዊነት አስፈላጊነት ምንድነው? - የምርት መረጋጋትን እና አስተማማኝነትን ያሻሽሉ. ምንም እንኳን ግብረ-ሰዶማዊነት (homoepitaxiality) ከሥርጡ ጋር ተመሳሳይ የሆነ ንጥረ ነገር (epitaxial) ንብርብር ማሳደግ ቢሆንም, ምንም እንኳን ቁሱ አንድ አይነት ቢሆንም, የንጥረትን ንፅህና እና የቫፈር ንጣፍን ተመሳሳይነት ማሻሻል ይችላል. በሜካኒካል ክሊኒንግ ከተሰራው የተጣራ ዋይፈርስ ጋር ሲወዳደር፣ በኤፒታክሲያሊቲ የሚቀነባበረው ንጣፍ ከፍተኛ የገጽታ ጠፍጣፋ፣ ከፍተኛ ንፅህና፣ አነስተኛ ጥቃቅን ጉድለቶች እና ጥቂት የገጽታ ቆሻሻዎች አሉት። ስለዚህ, የመቋቋም ችሎታው የበለጠ ተመሳሳይ ነው, እና እንደ የወለል ቅንጣቶች, የተደራረቡ ስህተቶች እና መቆራረጦች ያሉ የገጽታ ጉድለቶችን ለመቆጣጠር ቀላል ነው. ኤፒታክሲየም የምርት አፈጻጸምን ብቻ ሳይሆን የምርት መረጋጋትን እና አስተማማኝነትን ያረጋግጣል.
በሲሊኮን ቫፈር ንጣፍ ላይ ሌላ የሲሊኮን አተሞች ኤፒታክሲያል ሽፋን ማድረጉ ምን ጥቅሞች አሉት? በ CMOS የሲሊኮን ሂደት ውስጥ, በ wafer substrate ላይ ኤፒታክሲያል እድገት (EPI, epitaxial) በጣም ወሳኝ ሂደት ነው.
1. ክሪስታል ጥራትን አሻሽል
የመጀመርያው የከርሰ ምድር ጉድለቶች እና ቆሻሻዎች፡- የዋፈር ንኡስ ንጣፍ በማምረት ሂደት ውስጥ የተወሰኑ ጉድለቶች እና ቆሻሻዎች ሊኖሩት ይችላል። የ epitaxial ንብርብር እድገት ከፍተኛ ጥራት ያለው, ዝቅተኛ ጉድለት እና ንጽህና-ማጎሪያ ነጠላ-crystalline ሲሊከን ንብርብር substrate ላይ ማመንጨት ይችላል, ይህም ለቀጣይ መሣሪያ ማምረት በጣም አስፈላጊ ነው. ወጥ የሆነ ክሪስታል መዋቅር፡- ኤፒታክሲያል እድገት አንድ ወጥ የሆነ ክሪስታል መዋቅርን ማረጋገጥ፣ የእህል ድንበሮችን እና በንጥረ ነገሮች ላይ ያሉ ጉድለቶችን ተፅእኖን በመቀነስ የሙሉውን ዋፈር ጥራት ማሻሻል ይችላል።
2. የኤሌክትሪክ አፈፃፀምን ማሻሻል
የመሳሪያውን ባህሪያት ያሻሽሉ፡ በንዑስ ፕላቱ ላይ የኤፒታክሲያል ንብርብርን በማደግ የዶፒንግ ክምችት እና የሲሊኮን አይነት የመሳሪያውን የኤሌክትሪክ አፈፃፀም ለማመቻቸት በትክክል መቆጣጠር ይቻላል. ለምሳሌ, የ epitaxial Layer doping በትክክል የ MOSFET ቮልቴጅን እና ሌሎች የኤሌክትሪክ መለኪያዎችን ማስተካከል ይችላል. የፍሳሽ ፍሰትን ይቀንሱ፡- ከፍተኛ ጥራት ያለው የኤፒታክሲያል ንብርብቶች ዝቅተኛ የብልሽት መጠጋጋት አላቸው፣ ይህም በመሣሪያው ውስጥ ያለውን የውሃ ፍሰትን ለመቀነስ ይረዳል፣ በዚህም የመሳሪያውን አፈጻጸም እና አስተማማኝነት ያሻሽላል።
3. የላቀ ሂደት አንጓዎችን ይደግፉ
የባህሪ መጠንን በመቀነስ፡ በትንሽ የሂደት አንጓዎች (እንደ 7nm፣ 5nm ያሉ)፣ የመሳሪያ ባህሪ መጠኑ እየጠበበ ይቀጥላል፣ የበለጠ የተጣራ እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ቁሶች ይፈልጋል። የኤፒታክሲያል እድገት ቴክኖሎጂ እነዚህን መስፈርቶች ሊያሟላ እና ከፍተኛ አፈፃፀም እና ከፍተኛ መጠን ያለው የተቀናጀ የወረዳ ማምረትን ይደግፋል። የብልሽት ቮልቴጅን አሻሽል፡ የኤፒታክሲያል ንብርብር ከፍተኛ ኃይል ያለው እና ከፍተኛ-ቮልቴጅ መሳሪያዎችን ለማምረት ወሳኝ የሆነውን ከፍተኛ የቮልቴጅ ቮልቴጅ እንዲኖረው ተደርጎ ሊዘጋጅ ይችላል። ለምሳሌ በሃይል መሳሪያዎች ውስጥ የኤፒታክሲያል ንብርብር የመሳሪያውን ብልሽት የቮልቴጅ መጠን እንዲጨምር እና ደህንነቱ የተጠበቀ የስራ ክልል እንዲጨምር ያደርጋል.
4. የሂደቱ ተኳሃኝነት እና ባለብዙ ንብርብር መዋቅር
ባለብዙ ንብርብር መዋቅር፡- የኤፒታክሲያል እድገት ቴክኖሎጂ ባለ ብዙ ሽፋን አወቃቀሮችን በንዑስ ክፍል ላይ እንዲበቅል ያስችላል፣ እና የተለያዩ ንብርብሮች የተለያዩ የዶፒንግ ክምችት እና ዓይነቶች ሊኖራቸው ይችላል። ይህ ውስብስብ የCMOS መሳሪያዎችን ለማምረት እና ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ውህደትን ለማግኘት በጣም አጋዥ ነው። ተኳኋኝነት-የኤፒታክሲያል የእድገት ሂደት አሁን ካለው የ CMOS ማምረቻ ሂደቶች ጋር በጣም ተኳሃኝ ነው እና የሂደቱን መስመሮች በከፍተኛ ሁኔታ ሳይቀይሩ ወደ ነባር የማምረቻ ሂደቶች በቀላሉ ሊዋሃዱ ይችላሉ።
የልጥፍ ሰዓት፡- ጁላይ-16-2024