Процес ЕПИ (ЕПИТАКСИ) је кључна технологија раста материјала у полуводичкој производњи. . ИТ епитаксије Слој висококвалитетних материјала за једноструког кристала силицијума на једнокрилној силицијумској подлози да би се обезбедила боља материјална платформа за накнадни производ за производњу уређаја, ЦМОС, ХИГХ-СИГУРС, БИЦМОС, РФ ЦХИПС-а, итд. .
1. Дефиниција ЕПИ процеса
Епитакти (Епитаксијални раст) односи се на раст истих или различитих материјала дуж смера решетке на кристалној подлози (обично једнокрилно силицијум) са постојећом решетком структуром да би се формирао нови једнокрилни материјал са истом кристалној оријентацијом као исту кристалну оријентацију као супстрат .
2. Главна сврха ЕПИ процеса
| Сврха | Илустровати |
| Побољшани квалитет кристала | Омогућавање висококвалитетних, слојева раста густине са ниским оштећењем |
| Контрола концентрације и типа за допинг | Регион који је нижи (низак допед) или више допед од подлоге, формирајући регион Дрифт . |
| Представљање инжењерског напора | Представљамо СИГЕ или стресоре у ЕПИ слоју ради побољшања мобилности носача (као што је напрегнут силицијум) |
| Омогућава изолациони слој уређаја | Подржава формирање вертикалних изолационих слојева у СОИ, БИЦМОС-у и другим структурама |
| Подржава структуре уређаја високог напона |
На пример, ЛДМОС и ИГБТ захтијевају дебели, ниско допед ЕПИ слој као регион Дрифт да повећају напон квара .
|
3. Класификација ЕПИ процеса
1. Класификација према врсти материјала
| Уписати | Описати |
| Си Епи | Најчешћи, једноструки кристални силиконски епитаксни слој |
| Сиге Епи | Епитаксијални слојеви силицијумског елемената за германијум за напрезање или РФ уређаји |
| СИ: Ц ЕПИ | Царбон-Допед Силицон Епитаксијални слој за ограничавање борне дифузије (ПМОС) |
| ИИИ-В ЕПИ | ГААС, ИНП итд. ., углавном се користи у оптоелектронским уређајима, брзим уређајима велике брзине (обично не у главној линији ЦМОС) |
2. Класификација допинг типом
| Уписати | Описати |
| Н-тип ЕПИ | Фосфор / арсениц допед, погодан за слој уређаја за дрифт напајања као што је Н-ЛДМОС |
| П-тип ЕПИ | Борон Допед, погодан за структуру уређаја за П-типу ЦМОС |
| Интринзични ЕПИ | Врло ниско допинг, у близини суштинских силицијума, за високонапонске апликације |
3. Класификација структурним обликом
| Уписати | Илустровати |
| Једнослојни ЕПИ | Појединачна дебљина / допинг структура |
| Мултилаиер ЕПИ | Оцењено допинг, као што су наизменични П / Н слојеви потребни за суперјунцтион СЈ МОСФЕТ структуре |
| Селективни ЕПИ | Расте само у локалним областима вафла (као што су извор / одвод), који се користе за финфет или натегнуте структуре |
4. Преглед протока ЕПИ процеса
Припрема подлоге:
- полирани чишћење силицијума за силицијум (РЦА чишћење);
- уклоните оригинални оксидни слој (ХФ или ХЦл лечење гаса);
- смањење површина за чишћење си (100) бора
Раст кристала (епитаксална реакција):
-Осећи процес ЦВД (хемијски таложење паре);
-Коммони реакциони гасови:
-Сих₄ (силан), сицл, хцл
-Допинг гас: ПХ₃ (фосфор), Б₂Х₆ (Борон), Асх₃ (Арсениц)
Параметри за контролу процеса:
-Температура: 900 степени ~ 1200 степени (врући зид или реактор хладног зида)
-Пресуло: низак притисак или атмосферски притисак;
-Грокут:<1μm/min (strict requirements on thickness/uniformity)
Пост-обрада:
-Тије униформност дебљине, дистрибуција допинг;
-Степ мерење висине;
-Сурфаце Анализа оштећења (Е . Г . користи оптику / СЕМ / АФМ / итд за откривање кристалне дислокације)
5. Цоммон ЕПИ апликације за пријаву
1. Повер уређаји (ЛДМОС, ИГБТ, Диоде)
Ниско допинг, дебели ЕПИ слој формира регион дрифт;
Повећати напон квара и смањити губитак провођења .
2. Финфет / ЦМОС уређаји високих перформанси
Селективни Сиге ЕПИ у извору / одливу;
Представљамо напрезање, побољшање мобилности и смањење отпора .
3. РФ уређаји (РФ ЦМОС, ХБТ)
Прецизно контролисани Сиге Епи слој формира хетерогене структуре (као што су СИГЕ ХБТ);
Омогућава боље одзив учесталости и ниске карактеристике буке .
6. Изазови ЕПИ процеса
| Изазов | Илустровати |
| Контрола оштећења решетке | ЕПИ слој мора да одржи ниску густину дислокације (Е . Г . ТДД <1е4) |
| Допинг прецизна контрола | Да се постигне <5% варијације, посебно у вишеслојним структурама |
| Чистоћа интерфејса | Нечистиње / оксидација интерфејса може проузроковати неусклађеност кристалне и електричне деградације |
| Висина корака / Ступна контрола | Високи захтеви за наредну фотолитографију и равност |
| Трошак | ЕПИ опрема је скупа, спора и скупа |
7. Однос између ЕПИ и других технологија
| Технологија | Однос |
| Сои | ЕПИ се може узгајати на силицијумским слојевима за израду уређаја |
| Финфет | Извор / одвод често користи селективни ЕПИ за увођење напрезања |
| Супер раскрсница | Вишеструки слојеви наизменичних П / Н типа ЕПИ слојева формирају високонапонску моску структуру |
| ЦМОС високог напона | ЕПИ слој представља високи напонски део и заједнички оптимизира РОН и БВ са закопаним слојем |
Резимирати
| Пројекат | Садржај |
| Сврха | Омогућавање висококвалитетних, допинг контролисаних појединачних кристалних структура |
| Начин | Хемијска таложење паре (ЦВД) Појединачна кристална епитакпија на вафлама |
| Примена | Високопонски уређаји, РФ, Финфет, Сои, уређаји за напајање итд. . |
| Изазов | Кристалне мане, тачност допинг, површинска равност, цена |
