Karakteristik Silicon Epitexy

Silicon Epitexyminangka proses dhasar penting ing manufaktur semikonduktor modern. Iki nuduhake proses ngembang siji utawa luwih saka lapisan krama-krama-kristal kanthi struktur kristal sing spesifik, kekandelan, konsentrasi doping lan ngetik landasan kristal tunggal siji-kristal. Film sing wis diwasa diarani lapisan epitoxial (lapisan lapisan epitoxial utawa lapisan epas), lan wafer silikon kanthi lapisan epitaxial diarani wafer silikon epitaxial. Ciri-ciri inti yaiku lapisan silikon epitaxial sing nembe thukul yaiku terusake struktur lttice lanctlografi, njaga orientasi kristal sing padha karo lanstruktur kristal sing padha. Iki ngidini lapisan epitoxial sing wis dirancang kanthi tepat dirancang kanthi tepat saka landasan saka substrat, saengga nyedhiyakake dhasar piranti semikonduktor kanthi dhuwur.

Susceptor epitix vertical kanggo Silicon Epitexy

Ⅰ. Apa silicon epitexy?

1) definisi: Silicon Epitexy minangka teknologi sing nggawe simpenan atom silikon kanthi cara kimia utawa cara fisik lan ngatur miturut struktur lttice sing siji-kristal kanggo tuwuh film tunggal kristal-Crystal sing tunggal.

2) cocog kisi: Fitur inti minangka urutan pertumbuhan epitaksal. Atom silikon sing setor ora ditumpuk kanthi acak, nanging disusun miturut orientasi kristal ing substrat miturut tuntunan "template" sing diwenehake dening atom ing permaca kasebut, entuk tingkat réplikasi sing tepat. Iki mesthekake yen lapisan epitoxial minangka kristal tunggal kanthi berkualitas tinggi, tinimbang polycrystalline utawa amorphous.

3) Kontrol: Proses Silicon EpitiXY ngidini ngontrol ketebalan lapisan pertumbuhan (saka nanometer kanggo mikrometer), jinis doping (jinis p-jinis), lan konsentrasi doping. Iki ngidini wilayah kanthi macem-macem sipat listrik sing bisa dibentuk ing wafer silikon sing padha, yaiku kunci kanggo nggawe sirkuit kompleks komplementasi kompleks.

4) Karakteristik antarmuka: Antarmuka dibentuk ing antarane lapisan epitarxial lan landasan. Saenipun, antarmuka iki minangka rata kanthi bebas lan kontaminasi. Nanging, kualitas antarmuka kritis kanggo kinerja lapisan epitoxial, lan cacat utawa kontaminasi bisa mengaruhi kinerja akhir piranti.

Ⅱ. Prinsip saka Silicon Epitexy

Wutah Epitixial Silikon utamane gumantung saka nyedhiyakake energi lan lingkungan sing tepat kanggo atom silikon kanggo pindhah ing permukaan substrat lan golek posisi kombinasi energi sing paling murah kanggo kombinasi. Teknologi sing paling umum ing saiki yaiku Depepor uap kimia (CVD).

Depepensi uap kimia (CVD): Iki minangka cara ide utama kanggo nggayuh Silicon Epitoxy. Prinsip dhasar yaiku:

● Pengangkutan Prekursor: Gas sing ngemot unsur silikon (prekursor), kayata silane (SII4), dichlorane b2h6 (kayata fosphine ph3) dicampur ing ruang reaksi sing tepat lan disusupi.

● Reaksi permukaan: Ing suhu sing dhuwur (biasane antarane 900 ° C lan 1200 ° C), gas-gas kasebut ngalami dekomposisi utawa reaksi kimia ing lumahing landasan silikon sing digawe panas. Contone, sihang → Si (solid) + 2H2 (gas).

● Migrasi lan nukleasi: Atom silikon sing diasilake kanthi dekomposisi diresmikake ing permukaan landasan lan pindhah ing permukaan, pungkasane bisa nemokake situs tikus sing cocog kanggo nggabungake sijilapisan kristal. Kualitas Silikon Wutah Epitikon gumantung banget kanggo kontrol langkah iki.

● Wutah Layung: 40 lapisan atom sing mentas disimpen kanthi terus-terusan mbaleni struktur kisi, lan tuwuh lapisan kanthi lapisan, lan nggawe lapisan silikon epitikon kanthi kekandelan.

Parameter Proses Kunci: Kualitas epitoris EPitoryxy silikon kanthi kendali, lan paramèter utama kalebu:

● Suhu: mengaruhi tingkat reaksi, mobilitas permukaan lan pambentukan cacat.

● Meksa: mengaruhi path transportasi gas lan reaksi.

● Gas flow and ratio: Nemtokake tingkat pertumbuhan lan doping konsentrasi.

● Ukuran Surat: Sembarang kontamin bisa uga asal-usul saka cacat.

● Teknologi liyane: Sanajan CVD minangka ide utama, teknologi kayata epitexy molekuler (MBE) uga bisa digunakake kanggo Silicon Epitexy, utamane ing R & D utawa aplikasi khusus sing mbutuhake kontrol presisi sing dhuwur banget.MBE langsung nguap sumber silikon ing lingkungan vacuum ultra dhuwur, lan balok molekuler langsung digandhengake menyang landasan kanggo tuwuh.

Ⅲ. Aplikasi Teknologi Khusus Silicon Epitexy ing Pabrik Semikonduktor

Teknologi Silicon Epitexy wis akeh banget nambah aplikasi bahan silikon lan minangka bagean sing penting kanggo manufaktur akeh piranti semikonduktor sing maju.

● Teknologi CMOS: Ing Kripik Logic Tinggi (kayata CPU lan GPU), lapisan silikon epitexial sing kurang asring asring thukul ing substrat p + utawa n +). Struktur wafer silikon epitaxial iki kanthi efektif bisa nyuda efek pelacak (jambon), nambah linuwih piranti, lan njaga resistensi kurang saka landasan lan dissipasi panas.

● Transistor Bipolar (BJT) lan Bicmos: Ing piranti kasebut, Silicon Epitoxy digunakake kanggo nggawe struktur sing tepat kayata pangkalan utawa kolektor transistor dioptimalake kanthi ngontrol konsentrasi doping lan kekandelan saka lapisan epitoxial.

● Sensor gambar (cis): Ing sawetara aplikasi sensor gambar, wafer silikxon epitaxial bisa nambah piksel listrik, nyuda crosstalk, lan ngoptimalake efisiensi konversi photoelektrik. Lapisan epitoxial nyedhiyakake area sing luwih resik lan kurang cacat.

● Sambetan proses maju: Minangka ukuran piranti terus nyusut, syarat kanggo sifat material entuk luwih dhuwur lan luwih dhuwur. Teknologi Silicon Epitexy, kalebu pertumbuhan Epitoxial sing dipilih (SEG), digunakake kanggo tuwuh lapisan epitoxial (Sige Jermanxial ing wilayah tartamtu kanggo nambah mobilitas operator lan nambah kacepetan transistor.

Susceptor Epitoxial Horizorial kanggo Silicon Epitexy

Ⅳ.Masalah lan tantangan teknologi Silicon Epitexy

Sanajan Teknologi Silicon Epitexy wis diwasa lan umume digunakake, isih ana sawetara tantangan lan masalah ing pertumbuhan epitiker saka proses silikon:

● Kontrol cacat: Macem-macem cacat Crystal kayata kesalahan tumpukan, dislocasi, slip baris, lsp. Bisa uga digawe sajrone wutah epitoxial. Bathi kasebut bisa mengaruhi kinerja listrik, keandalan lan ngasilake piranti kasebut. Ngontrol cacat mbutuhake lingkungan sing resik banget, paramèter proses sing optimalis, lan substrat sing berksift.

● Kesatuan: Entuk keseragaman sing sampurna saka ketebalan lapisan epitoxial lan konsentrasi ing wafon silikon ukuran gedhe (kayata 300mm) yaiku tantangan sing terus-terusan. Seragam non-keseragaman bisa nyebabake bedane ing kinerja piranti kanthi wafer sing padha.

● Autodoping: Sajrone proses wutah epitino, dapur konsentrasi dhuwur bisa mlebu ing lapisan epitarxial sing tuwuh liwat konsentrasi fase gas utawa nyebabake tingkat sing diarepake, utamane cedhak antarmuka ing antarane lapisan epitrasi. Iki minangka salah sawijining masalah sing kudu ditangani ing proses EPitiXy Silicon.

● Morfologi lumahing: Lumahing lapisan epitoxial kudu tetep rata, lan kekurangan utawa cacat permukaan (kayata haze) bakal mengaruhi proses sakteruse kayata lithografi.

● Biaya: Dibandhingake karo wafer silikon silikon biasa, produksi wafers epitaxial nambah langkah-langkah proses lan peralatan tambahan, nyebabake biaya sing luwih dhuwur.

● Tantangan saka epitexy Opsive: Ing proses lanjut, wutah epitexial selektif (wutah mung ing wilayah tartamtu) nyelehake panjaluk proses sing luwih dhuwur kanggo ngontrol proses, kayata penerapan tingkat pertumbuhan, lsp.

Ⅴ.Kesimpulan

Minangka teknologi persiapan materi semikonduktor, fitur inti sakaSilicon EpitexyApa kemampuan kanggo tuwuh lapisan silikon epitaxial sing apik kanthi kualitas kanthi sifat listrik lan fisik sing spesifik ing substrat silikon Crystal. Liwat kontrol parameter sing tepat kayata suhu, tekanan, lan airflow ing proses Silicon Epitixy, ketebalan lapisan lan panyebaran macem-macem prelu nyukupi macem-macem aplikasi semikonduktor kayata CMOS, piranti kekuwatan, lan sensor.

Sanajan wutah epitaksasing silikon ngadhepi tantangan kayata kontrol kekurangan, seragam, doping teknologi sing ora bisa dicithak, lan posisi ing manufaktur kinerja, lan posisi ing manufaktur wafer silikon Epiticon.