Технологија припреме силицијум(Си) епитаксије

Силицијум(Си) епитаксијаПрипрема технологија

Који је епитаксијални раст?

· Само појединачни кристални материјали не могу задовољити потребе растуће производње различитих полуводичких уређаја. Крајем 1959. године, танки слојпојединачни кристалТехнологија раста материјала - развијен је епитаксијални раст.

Епитаксијални раст је узгој слоја материјала који испуњава захтеве на једној кристалној подлози која је пажљиво обрађена резањем, брушењем и полирањем под одређеним условима. С обзиром да је узгојени појединачни слој производа продужетак решетке супстрата, слој узгојеног материјала назива се епитаксијални слој.

Класификација према некретнинама епитаксијалног слоја

·Хомогена епитаксија: Тхеепитаксијални слојје исти као и материјал подлоге, који одржава конзистентност материјала и помаже да се постигне висококвалитетна структура производа и електрична својства.

·Хетерогена епитаксија: Тхеепитаксијални слојразликује се од материјала подлоге. Одабиром одговарајуће подлоге, услови раста се могу оптимизовати и опсег примене материјала може се проширити, али треба превазићи изазове које доноси неусклађеност решетки и разлике у термичком ширењу.

Класификација према положају уређаја

Позитивна епитаксија: Односи се на формирање епитаксијалног слоја на материјалу подлоге током раста кристала, а уређај је направљен на епитаксијалном слоју.

Обрнута епитакпија: За разлику од позитивне епитаксије, уређај се производи директно на подлози, док се епитаксијални слој формира на структури уређаја.

Разлике у апликацијама: Примена двојице у полуводичкој производњи зависи од потребних материјалних својстава и захтевима за дизајн уређаја и сваки је погодан за различите процесне токове и техничке захтеве.

Класификација методом епитаксијалног раста

· Директна епитакпија је метода употребе грејања, електронског бомбардовања или спољног електричног поља како би се атоми растућих материјала прибавили довољно енергије и директно мигрирају и депонују на површини подлоге да би се довршили натплатни раст, као што су вакуумски депониција, гушење, сублимација и депоновање итд. . Међутим, ова метода има строге захтеве за опремом. Отпорност и дебљина филма имају лошу поновљивост, тако да се није коришћено у силицијумској епитаксној производњи.

· Индиректна епитакпија је употреба хемијских реакција на депоновање и раст епитаксијалних слојева на површини подлоге, што је широко названо хемијски таложење паре (ЦВД). Међутим, танки филм узгајани ЦВД није нужно ни један производ. Стога строго говорећи, само ЦВД који постаје један филм је епитаксијални раст. Ова метода има једноставну опрему, а различити параметри епитаксијалног слоја лакше је контролисати и имати добру поновљивост. Тренутно се раст епитакксија са силиконом углавном користи ова метода.

Друге категорије

· Према начину превоза атома епитаксијалних материјала на подлогу, може се поделити на вакуум епитакксију, епитакксију фазе гаса, епитакксија течности (ЛПЕ) итд.

· Према процесу промене фазе, епитаксија се може поделити наЕпитакт фазе гаса, епитаксија течне фазе, иСредња фазна епитаксија.

Проблеми решени епитаксијалним поступком

· Када је почела технологија раста силикона, то је била време када је силиконска производња високе фреквенције и средње снаге у току са високим потешкоћама. Из перспективе принципа транзистора, да би се добила висока фреквенција и висока моћ, напон квара колектора мора бити висок и отпорност серије мора бити мали, односно кап засићења мора бити мали. Први захтева отпорност материјала са колекционаром да буде висок, док последња захтева отпорност материјала за колекторски простор да буде низак, а њих двоје су контрадикторни. Ако се отпорност серије смањује стањивањем дебљине материјала са колектора, силицијум резина ће бити превише танко и крхко да се обрађује. Ако је отпорност материјала смањена, то ће се супротставити првом захтеву. Епитаксијална технологија је успешно решила ову потешкоћу.

Решење:

· Узгајати епитаксијални слој високе отпорности на подлози са изузетно ниском отпорношћу и произвести уређај на епитаксијалном слоју. Епитаксијални слој високе отпорности обезбеђује да цев има висок пробојни напон, док супстрат ниске отпорности смањује отпор подлоге и пад напона засићења, решавајући тако контрадикцију између њих.

Поред тога, епитаксијалне технологије као што су епитакпија фазе паре, епитакт ликулне фазе, молекуларна епитаксија и метална органска слоја фаза паре епитакпија 1-В породице, 1-В породица, и други једињење полуводичке материјале, као што су и ГААС, такође су се увелико развијени и постали су неопходне процесне технологије за производњу већине микроталасних иОптоелектронски уређаји.

Конкретно, успешна примена молекуларног зрака иметални органски парФаза епитакпија у ултра-танким слојевима, суперлацтици, квантним бунарима, натегнутим суперлатицијама и танки слој атомског нивоа поставило је темељ за развој новог поља полуводичких истраживања, "бенд Енниграеринг".

Карактеристике епотаксијалног раста

(1) Епитаксијални слојеви високог (ниског) отпора могу се узгајати епитаксијално на подлогама ниске (високе) отпорности.

(2) Н (п) Епитаксијални слојеви могу се узгајати на П (Н) подлоге за директно формирање ПН Јунцтионс. Не постоји проблем са накнадом приликом прављења ПН Јунцтионс на појединачне подлоге дифузијом.

(3) У комбинацији са технологијом маске, селективни је епитаксијални раст може се извести у одређеним областима, стварајући услове за производњу интегрисаних кругова и уређаја са посебним структурама.

(4) Врста и концентрација допинга могу се мењати по потреби током раста епитаксија. Промјена концентрације може бити нагло или постепено.

(5) Ултра-танки слојеви хетерогених, вишеслојне, вишекомпонентне једињења са променљивим компонентама могу се узгајати.

(6) Епитаксијални раст се може извести на температури испод тачке топљења материјала. Стопа раста је контролисана и може се постићи епитаксијални раст дебљине атомске скале.

Захтеви за епитаксијални раст

(1) Површина треба да буде равна и светла, без површинских оштећења као што су светлишта, јаме, магле магле и клизни линије

(2) Добар интегритет кристала, ниска густина дислокација и грешака у слагању. ЗаСилицонска епитакта, Густина дислокације треба да буде мања од 1000 / цм2, густина грешке за слагање треба да буде мања од 10 / цм2, а површина треба да остане светла након што је кородирана хромно раствор за суштило.

(3) Концентрација отпорности на позадини треба да буде потребна ниска и мање надокнаде. Чистоћа сировине треба да буде висока, систем треба добро запечаћен, окружење треба да буде чисто, а операција би требала бити строга да би се избегло укључивање страних нечистоћа у епитаксијални слој.

(4) За хетерогену епитаксију, састав епитаксијалног слоја и супстрата треба нагло да се промени (осим захтева споре промене састава), а међусобну дифузију састава између епитаксијалног слоја и супстрата треба минимизирати.

(5) Концентрација допинга треба да буде строго контролисана и равномерно распоређена тако да епитаксијални слој има уједначен отпор који испуњава захтеве. Потребно је да отпорност наЕпитаксијални вафлиУзражене у различитим пећима у истој пећи треба да буде доследна.

(6) Дебљина епитаксијалног слоја треба да испуни услове, уз добру униформност и поновљивост.

(7) Након епитаксијалног раста на подлози са укопаним слојем, изобличење узорка закопаног слоја је веома мало.

(8) Пречник епитаксије резине треба да буде што већа могућа да олакша масовну производњу уређаја и смањи трошкове.

(9) топлотна стабилностсложени полупроводнички епитаксијални слојевиа хетероспојна епитаксија је добра.