Erdieroaleen industria-katean, batez ere hirugarren belaunaldiko erdieroaleak (banda-gap erdieroale zabala) industria-katean, substratuak etaepitaxialageruzak. Zein da-ren garrantziaepitaxialageruza? Zein da substratuaren eta substratuaren arteko aldea?
Substratua a daostiakristal bakarreko material erdieroaleez egina. Substratua zuzenean sar daitekeostiafabrikazio lotura gailu erdieroaleak ekoizteko, edo prozesatu daitekeepitaxialaobleak epitaxialak sortzeko prozesua. Substratua hondoa daostia(Ostia moztu, trokel bat bestearen atzetik lor dezakezu, eta gero paketatu mitikozko txip bihurtzeko) (izan ere, txiparen behealdea, oro har, atzeko urrezko geruza batekin estalita dago, "lurrean" konexio gisa erabiltzen da, baina atzeko prozesuan egiten da), eta euskarri-funtzio osoa daraman oinarria (txiparen etxe orratza substratuan eraikita dago).
Epitaxia kristal bakarreko substratu bakarreko kristal berri bat hazteko prozesuari egiten dio erreferentzia, ebakiz, arteztuz, leuntuz, etab. (homoepitaxiala edo heteroepitaxiala).
Eratu berria den kristal bakarreko geruza substratuaren kristal-fasean zehar hazten denez, geruza epitaxial deritzo (normalean hainbat mikra lodiera. Hartu silizioa adibide gisa: silizio-hazkunde epitaxialaren esanahia sare-egituraren osotasun ona duen kristal-geruza bat haztea da. Kristal orientazio jakin bat eta substratu gisa erresistentzia eta lodiera desberdinak dituen siliziozko kristal bakarreko substratu batean), eta geruza epitaxiala duen substratuari oblea epitaxia deritzo (oblea epitaxia = geruza epitaxia + substratua). Gailuen fabrikazioa geruza epitaxialean egiten da.
Epitaxialitatea homoepitaxialitatean eta heteroepitaxialitatean banatzen da. Homoepitaxialitatea substratuaren gainean dagoen material bereko epitaxial geruza bat haztea da. Zein da homoepitaxialitatearen garrantzia? – Produktuen egonkortasuna eta fidagarritasuna hobetzea. Homoepitaxialitatea substratuaren material bereko geruza epitaxiala hazten den arren, materiala berdina den arren, obleen gainazaleko materialaren garbitasuna eta uniformetasuna hobetu ditzake. Leunketa mekanikoaren bidez prozesatutako ostia leunduekin alderatuta, epitaxialitatearen bidez prozesatutako substratuak gainazaleko lautasun handia, garbitasun handia, mikro akats gutxiago eta gainazaleko ezpurutasun gutxiago ditu. Hori dela eta, erresistibitatea uniformeagoa da, eta errazagoa da gainazaleko akatsak kontrolatzea, hala nola gainazaleko partikulak, pilaketa-matxurak eta dislokazioak. Epitaxiak produktuaren errendimendua hobetzeaz gain, produktuaren egonkortasuna eta fidagarritasuna bermatzen ditu.
Zeintzuk dira siliziozko atomoen beste geruza bat epitaxial egiteak siliziozko obleen substratuan? CMOS silizio prozesuan, obleen substratuan hazkuntza epitaxiala (EPI, epitaxiala) prozesu oso kritikoa da.
1. Hobetu kristalaren kalitatea
Hasierako substratuaren akatsak eta ezpurutasunak: obleen substratuak zenbait akats eta ezpurutasun izan ditzake fabrikazio prozesuan. Geruza epitaxialaren hazkuntzak kalitate handiko, akats baxuko eta ezpurutasun-kontzentrazioko siliziozko kristal bakarreko geruza bat sor dezake substratuan, eta hori oso garrantzitsua da ondorengo gailuak fabrikatzeko. Kristal-egitura uniformea: hazkunde epitaxialak kristal-egitura uniformeagoa berma dezake, aleen mugen eta substratu-materialaren akatsen eragina murrizten du eta, horrela, oblea osoaren kristalaren kalitatea hobetu dezake.
2. Errendimendu elektrikoa hobetu
Optimizatu gailuaren ezaugarriak: substratuan geruza epitaxial bat haziz, dopin-kontzentrazioa eta silizio mota zehatz-mehatz kontrolatu daitezke gailuaren errendimendu elektrikoa optimizatzeko. Esate baterako, geruza epitaxialaren dopatzeak MOSFETaren atalase-tentsioa eta beste parametro elektriko batzuk doi ditzake. Murriztu ihes-korrontea: kalitate handiko geruza epitaxialek akats-dentsitate txikiagoa dute, eta horrek gailuaren ihes-korrontea murrizten laguntzen du, eta, horrela, gailuaren errendimendua eta fidagarritasuna hobetzen ditu.
3. Onartu prozesu-nodo aurreratuak
Ezaugarrien tamaina murriztea: prozesu-nodo txikiagoetan (adibidez, 7nm, 5nm), gailuaren ezaugarrien tamainak murrizten jarraitzen du, eta material finduagoak eta kalitate handikoak behar dira. Hazkunde epitaxialaren teknologiak baldintza hauek bete ditzake eta errendimendu handiko eta dentsitate handiko zirkuitu integratuen fabrikazioa onartzen du. Hobetu matxura-tentsioa: geruza epitaxiala matxura-tentsio handiagoa izateko diseinatu daiteke, eta hori ezinbestekoa da potentzia handiko eta tentsio handiko gailuak fabrikatzeko. Adibidez, potentzia-gailuetan, geruza epitaxialak gailuaren matxura-tentsioa handitu dezake eta funtzionamendu-esparru segurua handitu dezake.
4. Prozesuaren bateragarritasuna eta geruza anitzeko egitura
Geruza anitzeko egitura: hazkuntza epitaxialaren teknologiak geruza anitzeko egiturak substratu baten gainean haztea ahalbidetzen du, eta geruza ezberdinek dopin-kontzentrazio eta mota desberdinak izan ditzakete. Hau oso lagungarria da CMOS gailu konplexuak fabrikatzeko eta hiru dimentsioko integrazioa lortzeko. Bateragarritasuna: hazkunde epitaxialaren prozesua oso bateragarria da lehendik dauden CMOS fabrikazio prozesuekin eta lehendik dauden fabrikazio prozesuetan erraz integra daiteke prozesu-lerroak nabarmen aldatu gabe.
Argitalpenaren ordua: 2024-07-16