Saintréithe epitaxy sileacain

Silicon EpitaxyIs próiseas bunúsach ríthábhachtach é i ndéantúsaíocht leathsheoltóra nua -aimseartha. Tagraíonn sé don phróiseas chun ceann amháin nó níos mó de shraitheanna de scannáin tanaí sileacain aon-chriostal a fhás le struchtúr criostail ar leith, tiús, tiúchan dópála agus clóscríobh ar fhoshraith sileacain aon-chriostal snasta. Tugtar ciseal epitaxial (ciseal eipiciúil nó ciseal EPI) ar an scannán fásta seo, agus tugtar sliseog sileacain epitaxial ar shliocht sileacain le ciseal eipiciúil. Is é an príomhthréith atá aici ná go leanann an ciseal sileacain epitaxial nua -fhásta ar aghaidh leis an struchtúr laitíse foshraithe i gcrystallography, ag cothabháil an treoshuímh chriostal chéanna leis an tsubstráit, ag cruthú struchtúr criostail amháin foirfe. Ligeann sé seo don chiseal eipiciúil airíonna leictreacha a dhearadh go beacht atá difriúil ó na foshraitheanna, rud a chuireann bonn ar fáil chun feistí leathsheoltóra ardfheidhmíochta a mhonarú.

Siúcóir ingearach ingearach le haghaidh epitaxy sileacain

Ⅰ. Cad é Silicon Epitaxy?

1) Sainmhíniú: Is teicneolaíocht é Silicon Epitaxy a thaisceann adaimh sileacain ar fhoshraith sileacain aonchriostail trí mhodhanna ceimiceacha nó fisiciúla agus a shocraíonn iad de réir an struchtúir laitíse foshraithe chun scannán tanaí sileacain aon-chriostal aon-chriostal a fhás.

2） Meaitseáil laitíse: Is é an croíghné ná ordú an fháis eipiciúil. Ní dhéantar na hadaimh sileacain taiscthe a chruachadh go randamach, ach socraítear iad de réir threoshuíomh criostail an tsubstráit faoi threoir an "teimpléad" a sholáthraíonn na hadaimh ar dhromchla an tsubstráit, ag baint amach macasamhlú beacht adamhach ar leibhéal adamhach. Cinntíonn sé seo gur criostail aonair ardcháilíochta é an ciseal eipiciúil, seachas polycrystalline nó éagruthach.

3） Rialúchán. Ligeann sé seo do réigiúin a bhfuil airíonna leictreacha éagsúla acu a bheith déanta ar an sliseog sileacain chéanna, arb é an eochair é do mhonarú ciorcaid chomhtháite chasta.

4） Saintréithe Comhéadain: Cruthaítear comhéadan idir an ciseal eipiciúil agus an tsubstráit. Go hidéalach, tá an comhéadan seo cothrom ó thaobh adamhach agus saor ó éilliú. Mar sin féin, tá cáilíocht an chomhéadain ríthábhachtach do fheidhmíocht an chiseal eipiciúil, agus d'fhéadfadh aon lochtanna nó éilliú dul i bhfeidhm ar fheidhmíocht deiridh na feiste.

Ⅱ. Prionsabail na Silicon Epitaxy

Braitheann fás eipiciúil sileacain go príomha ar an bhfuinneamh agus ar an gcomhshaol ceart a sholáthar le haghaidh adamh sileacain chun dul ar imirce ar dhromchla an tsubstráit agus teacht ar an suíomh laitíse fuinnimh is ísle le haghaidh teaglaim. Is é an teicneolaíocht is coitianta a úsáidtear faoi láthair ná sil -leagan gaile ceimiceach (CVD).

Sil -leagan gaile ceimiceach (CVD): Is é seo an modh príomhshrutha chun epitaxy sileacain a bhaint amach. Is iad na bunphrionsabail atá aige:

● Iompar réamhtheachtaí: Tá eilimint gháis ina bhfuil sileacain (réamhtheachtaí), mar shampla silane (SiH4), dichlorosilane (SiH2CL2) nó trichlorosilane (SiHCL3), agus gás dopant (mar shampla fosfar PH3 le haghaidh imoibriú dibeping agus pusorane B2H6 le haghaidh t-astaíocht p-typement) le haghaidh imoibriú beacht agus diborane a chur isteach i dTeach-typement) a chur isteach i dTeach-Typemeature) Seomra.

● Imoibriú dromchla: Ag teochtaí arda (idir 900 ° C agus 1200 ° C de ghnáth), déantar dianscaoileadh ceimiceach nó imoibriú ar dhromchla an tsubstráit sileacain téite de ghnáth. Mar shampla, SIH4 → Si (soladach)+2H2 (gás).

● Imirce dromchla agus núicléasadh.Ciseal Crystal. Braitheann cáilíocht sileacain an fháis eipiciúil ar rialú na céime seo go mór.

● Fás layered.

Príomhpharaiméadair Próisis: Déantar rialú docht ar chaighdeán an phróisis sileacain, agus áirítear ar na príomhpharaiméadair:

● Teocht: a théann i bhfeidhm ar an ráta imoibriúcháin, ar shoghluaisteacht dromchla agus ar fhoirmiú lochtanna.

● Brú: Bíonn tionchar aige ar iompar gáis agus ar chosán imoibriúcháin.

● Sreabhadh gáis agus cóimheas: a chinneann an ráta fáis agus an tiúchan dópála.

● Glaineacht dromchla an tsubstráit: D'fhéadfadh aon ábhar salaithe a bheith mar bhunús na lochtanna.

● Teicneolaíochtaí Eile: Cé gurb é CVD an príomhshruth, is féidir teicneolaíochtaí amhail eipidít bhíoma mhóilíneach (MBE) a úsáid freisin le haghaidh epitaxy sileacain, go háirithe i bhfeidhmchláir T&F nó speisialta a dteastaíonn rialú beacht an -ard uathu.Déanann MBE foinsí sileacain a ghalú go díreach i dtimpeallacht fholús ard-ard, agus déantar bíomaí adamhacha nó móilíneacha a réamh-mheas go díreach ar an tsubstráit le haghaidh fáis.

Ⅲ. Feidhmchláir shonracha ar theicneolaíocht epitaxy sileacain i ndéantúsaíocht leathsheoltóra

Tá teicneolaíocht epitaxy Silicon tar éis raon feidhme na n -ábhar sileacain a leathnú go mór agus is cuid fíor -riachtanach é de mhonarú go leor feistí leathsheoltóra ardleibhéil.

● Teicneolaíocht CMOS. Is féidir leis an struchtúr slise sileacain eipiciúil seo an éifeacht latch-suas (latch-up) a chosc go héifeachtach, iontaofacht na bhfeistí a fheabhsú, agus friotaíocht íseal an tsubstráit a chothabháil, rud a chabhródh le seoladh reatha agus le diomailt teasa.

● Trasraitheoirí bipolar (BJT) agus Bicmos: Sna gléasanna seo, úsáidtear silicon epitaxy chun struchtúir a thógáil go cruinn, mar shampla an bonn nó an réigiún bailitheora, agus déantar gnóthachan, luas agus tréithe eile an trasraitheora a bharrfheabhsú trí thiúchan dópála agus tiús an chiseal eipiciúil a rialú.

● Braiteoir Íomhá (CIS): I roinnt feidhmchlár braiteora íomhá, is féidir le sliseoga sileacain epitaxial aonrú leictreach picteilíni a fheabhsú, crosstalk a laghdú, agus an éifeachtúlacht tiontaithe fótaileictreach a bharrfheabhsú. Soláthraíonn an ciseal eipiciúil limistéar gníomhach níos glaine agus nach bhfuil chomh lochtach.

● Nóid ardphróisis: De réir mar a leanann méid na bhfeistí ag laghdú, tá na riachtanais le haghaidh airíonna ábhartha ag éirí níos airde agus níos airde. Úsáidtear teicneolaíocht epitaxy silicon, lena n -áirítear fás roghnach epitaxial (SEG), chun sraitheanna eipidiam sileacain nó sileacain (SIGE) a fhás i gceantair ar leith chun soghluaisteacht iompróra a fheabhsú agus dá bhrí sin luas na trasraitheoirí a mhéadú.

Seachadadh epitaxial Horizonal do Silicon Epitaxy

Ⅳ.Fadhbanna agus Dúshláin na Teicneolaíochta Silicon Epitaxy

Cé go bhfuil teicneolaíocht epitaxy silicon aibí agus go n -úsáidtear go forleathan é, tá roinnt dúshlán agus fadhbanna fós i bhfás eipiciúil an phróisis sileacain:

● Rialú locht: Is féidir lochtanna criostail éagsúla amhail lochtanna cruachta, díshuimeanna, línte duillín, etc. Is féidir leis na lochtanna seo tionchar mór a imirt ar fheidhmíocht leictreach, iontaofacht agus toradh na feiste. Éilíonn rialú lochtanna timpeallacht an-ghlan, paraiméadair phróisis optamaithe, agus foshraitheanna ardchaighdeáin.

● Aonfhoirmeacht: Is dúshlán leanúnach é aonfhoirmeacht foirfe tiús ciseal eipiciúil agus tiúchan dópála a bhaint amach ar shliocht sileacain mhóra (mar shampla 300mm). Is féidir le neamh-aonfhoirmeacht difríochtaí a bheith mar thoradh ar fheidhmíocht na bhfeistí ar an sliseog chéanna.

● Uathlúpóideacht: Le linn an phróisis fáis eipiciúil, féadfaidh dopents ard-chomhchruinnithe sa tsubstráit dul isteach sa chiseal eipiciúil atá ag fás trí idirleathadh céim gáis nó idirleathadh solad-stáit, rud a fhágann go mbeidh an tiúchan dópála ciseal eipiciúil ag imeacht ón luach ionchais, go háirithe in aice leis an gcomhéadan idir an ciseal epitaxial agus an tsubstráit. Tá sé seo ar cheann de na saincheisteanna nach mór aghaidh a thabhairt orthu sa phróiseas silicon epitaxy.

● Moirfeolaíocht dromchla.

● Costas: I gcomparáid le gnáth -shliocht sileacain snasta, cuireann táirgeadh sliseoga sileacain epitaxial céimeanna breise próisis agus infheistíocht trealaimh leis, rud a fhágann go mbíonn costais níos airde mar thoradh air.

● Dúshláin a bhaineann le Epitaxy Roghnach.

Ⅴ.Deireadh

Mar phríomhtheicneolaíocht ullmhúcháin ábhair leathsheoltóra, an phríomhghné deSilicon EpitaxyIs é an cumas chun sraitheanna sileacain eipidéis aonchriostail ardchaighdeáin a fhás go cruinn le hairíonna leictreacha agus fisiciúla ar leith ar fhoshraitheanna sileacain aonchriostail. Trí rialú beacht a dhéanamh ar pharaiméadair amhail teocht, brú, agus sreabhadh aeir sa phróiseas sileacain, is féidir an tiús ciseal agus an dáileadh dópála a oiriúnú chun freastal ar riachtanais na n -iarratas leathsheoltóra éagsúla ar nós CMOanna, feistí cumhachta, agus braiteoirí.

Cé go bhfuil dúshláin ar nós rialú lochtanna, aonfhoirmeacht, féinphaidhmiú, agus costas, le dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta, tá silicon epitaxy fós ar cheann de na croí-fhórsaí tiomána chun feabhsú feidhmíochta a chur chun cinn agus nuálaíocht fheidhmiúil feistí leathsheoltóra, agus is é a sheasamh i monarchan fleascáin silicon epiTaxial.