सेमीकंडक्टर उद्योग श्रृंखला में, विशेष रूप से तीसरी पीढ़ी के सेमीकंडक्टर (वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर) उद्योग श्रृंखला में, सब्सट्रेट हैं औरepitaxialपरतें. का क्या महत्व हैepitaxialपरत? सब्सट्रेट और सब्सट्रेट के बीच क्या अंतर है?
सब्सट्रेट एक हैवफ़रअर्धचालक एकल क्रिस्टल सामग्री से बना है। सब्सट्रेट सीधे प्रवेश कर सकता हैवफ़रअर्धचालक उपकरणों का उत्पादन करने के लिए विनिर्माण लिंक, या इसके द्वारा संसाधित किया जा सकता हैepitaxialएपिटैक्सियल वेफर्स बनाने की प्रक्रिया। सब्सट्रेट नीचे हैवफ़र(वेफर को काटें, आप एक के बाद एक डाई प्राप्त कर सकते हैं, और फिर इसे पौराणिक चिप बनने के लिए पैकेज कर सकते हैं) (वास्तव में, चिप के निचले हिस्से को आम तौर पर बैक गोल्ड की एक परत के साथ चढ़ाया जाता है, जिसका उपयोग "ग्राउंड" कनेक्शन के रूप में किया जाता है, लेकिन इसे पिछली प्रक्रिया में बनाया गया है), और आधार जो संपूर्ण समर्थन कार्य करता है (चिप में गगनचुंबी इमारत सब्सट्रेट पर बनाई गई है)।
एपिटैक्सी एक एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर एक नया एकल क्रिस्टल उगाने की प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसे काटने, पीसने, पॉलिश करने आदि द्वारा सावधानीपूर्वक संसाधित किया गया है। नया एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट के समान सामग्री हो सकता है, या यह एक अलग सामग्री हो सकता है (होमोएपिटैक्सियल या हेटेरोएपिटैक्सियल)।
चूंकि नवगठित एकल क्रिस्टल परत सब्सट्रेट क्रिस्टल चरण के साथ बढ़ती है, इसे एपिटैक्सियल परत कहा जाता है (आमतौर पर कई माइक्रोन मोटी होती है। एक उदाहरण के रूप में सिलिकॉन लें: सिलिकॉन एपिटैक्सियल वृद्धि का अर्थ अच्छी जाली संरचना अखंडता के साथ क्रिस्टल की एक परत विकसित करना है) एक सिलिकॉन एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट पर एक निश्चित क्रिस्टल अभिविन्यास और सब्सट्रेट के रूप में विभिन्न प्रतिरोधकता और मोटाई के साथ), और एपिटैक्सियल परत वाले सब्सट्रेट को एपिटैक्सियल वेफर (एपिटैक्सियल वेफर = एपिटैक्सियल परत + सब्सट्रेट) कहा जाता है। डिवाइस का निर्माण एपिटैक्सियल परत पर किया जाता है।
एपिटैक्सिएलिटी को होमोएपिटैक्सियलिटी और हेटेरोएपिटैक्सियलिटी में विभाजित किया गया है। होमोएपिटैक्सियलिटी सब्सट्रेट पर सब्सट्रेट के समान सामग्री की एक एपिटैक्सियल परत विकसित करना है। होमोएपिटैक्सिएलिटी का क्या महत्व है? - उत्पाद स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करें। यद्यपि होमोएपिटैक्सियलिटी सब्सट्रेट के समान सामग्री की एक एपिटैक्सियल परत विकसित करना है, हालांकि सामग्री समान है, यह वेफर सतह की सामग्री शुद्धता और एकरूपता में सुधार कर सकती है। यांत्रिक पॉलिशिंग द्वारा संसाधित पॉलिश किए गए वेफर्स की तुलना में, एपिटैक्सियलिटी द्वारा संसाधित सब्सट्रेट में उच्च सतह समतलता, उच्च सफाई, कम सूक्ष्म दोष और कम सतह अशुद्धियाँ होती हैं। इसलिए, प्रतिरोधकता अधिक समान है, और सतह के कणों, स्टैकिंग दोष और अव्यवस्था जैसे सतह दोषों को नियंत्रित करना आसान है। एपिटैक्सी न केवल उत्पाद के प्रदर्शन में सुधार करता है, बल्कि उत्पाद की स्थिरता और विश्वसनीयता भी सुनिश्चित करता है।
सिलिकॉन वेफर सब्सट्रेट पर सिलिकॉन परमाणुओं की एक और परत एपिटैक्सियल बनाने के क्या फायदे हैं? सीएमओएस सिलिकॉन प्रक्रिया में, वेफर सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल ग्रोथ (ईपीआई, एपिटैक्सियल) एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया कदम है।
1. क्रिस्टल गुणवत्ता में सुधार करें
प्रारंभिक सब्सट्रेट दोष और अशुद्धियाँ: निर्माण प्रक्रिया के दौरान वेफर सब्सट्रेट में कुछ दोष और अशुद्धियाँ हो सकती हैं। एपिटैक्सियल परत की वृद्धि सब्सट्रेट पर एक उच्च-गुणवत्ता, कम-दोष और अशुद्धता-एकाग्रता वाली एकल-क्रिस्टलीय सिलिकॉन परत उत्पन्न कर सकती है, जो बाद के उपकरण निर्माण के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। समान क्रिस्टल संरचना: एपिटैक्सियल वृद्धि एक अधिक समान क्रिस्टल संरचना सुनिश्चित कर सकती है, सब्सट्रेट सामग्री में अनाज की सीमाओं और दोषों के प्रभाव को कम कर सकती है, और इस प्रकार पूरे वेफर की क्रिस्टल गुणवत्ता में सुधार कर सकती है।
2. विद्युत प्रदर्शन में सुधार करें
डिवाइस विशेषताओं को अनुकूलित करें: सब्सट्रेट पर एक एपिटैक्सियल परत विकसित करके, डिवाइस के विद्युत प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए डोपिंग एकाग्रता और सिलिकॉन के प्रकार को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एपिटैक्सियल परत की डोपिंग थ्रेशोल्ड वोल्टेज और MOSFET के अन्य विद्युत मापदंडों को सटीक रूप से समायोजित कर सकती है। लीकेज करंट को कम करें: उच्च गुणवत्ता वाले एपिटैक्सियल परतों में कम दोष घनत्व होता है, जो डिवाइस में लीकेज करंट को कम करने में मदद करता है, जिससे डिवाइस के प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार होता है।
3. उन्नत प्रक्रिया नोड्स का समर्थन करें
फ़ीचर आकार को कम करना: छोटे प्रक्रिया नोड्स (जैसे 7nm, 5nm) में, डिवाइस फ़ीचर का आकार सिकुड़ता रहता है, जिसके लिए अधिक परिष्कृत और उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है। एपिटैक्सियल ग्रोथ तकनीक इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है और उच्च-प्रदर्शन और उच्च-घनत्व एकीकृत सर्किट निर्माण का समर्थन कर सकती है। ब्रेकडाउन वोल्टेज में सुधार: एपिटैक्सियल परत को उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जो उच्च-शक्ति और उच्च-वोल्टेज उपकरणों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, बिजली उपकरणों में, एपिटैक्सियल परत डिवाइस के ब्रेकडाउन वोल्टेज को बढ़ा सकती है और सुरक्षित ऑपरेटिंग रेंज को बढ़ा सकती है।
4. प्रक्रिया अनुकूलता और बहु-परत संरचना
बहु-परत संरचना: एपिटैक्सियल विकास तकनीक एक सब्सट्रेट पर बहु-परत संरचनाओं को विकसित करने की अनुमति देती है, और विभिन्न परतों में अलग-अलग डोपिंग सांद्रता और प्रकार हो सकते हैं। यह जटिल CMOS उपकरणों के निर्माण और त्रि-आयामी एकीकरण प्राप्त करने के लिए बहुत सहायक है। अनुकूलता: एपिटैक्सियल विकास प्रक्रिया मौजूदा सीएमओएस विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ अत्यधिक संगत है और प्रक्रिया लाइनों को महत्वपूर्ण रूप से संशोधित किए बिना मौजूदा विनिर्माण प्रक्रियाओं में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है।
पोस्ट समय: जुलाई-16-2024