1. Cúlra: Cén fáth nach bhfuil go leor sliseoga sileacain ann?
Is é an chéad chéim i ndéantúsaíocht leathsheoltóra ná {-} a fháil sliseog silicon criostail (de ghnáth sliseog czochralski a fhástar ag baint úsáide as an modh CZ).
Mar sin féin, cé gur criostail aonair iad na sliseoga seo, ní fhéadfaidh a ndromchlaí na riachtanais ghléas déine a chomhlíonadh maidir le íonacht, dlús fabht, cruinneas dópála, agus struchtúr.
Go háirithe i nóid ardphróisis agus i bhfeistí feidhmíochta ard -, ag cruthú réigiúin ghníomhacha go díreach ar an mbonn an wafer bunaidh, cuireann sé teorainneacha i láthair:
{- An t -ábhar ocsaigine ard sa bhulc wafer (is minic a bhíonn deasc ocsaigine ag sileacain CZ), a théann i bhfeidhm ar shaolré agus ar sceitheadh an iompróra mhionlaigh.
{- Ní féidir an phróifíl dópála sliseog a choigeartú go beacht (go háirithe nuair a bhíonn ultra - ag teastáil acomhail éadomhain nó struchtúir grádáin).
{- micrea - Féadfaidh lochtanna amhail dí -dhíscaoileadh agus scratches a bheith ann ar an dromchla, ag dul i bhfeidhm go díreach ar an toradh.
{- Éilíonn roinnt feistí ábhair ilchineálacha (mar shampla SIGE, GAAS - ar - si, agus sic {- ar - si) - ábhair nach féidir a bhaint amach leis an wafer féin.
Éilíonn sé seo teicneolaíocht "athdhromchlú" inrialaithe - An próiseas fáis eipiciúil (EPI).
2. Croí -shainmhíniú ar an bpróiseas EPI
Tagraíonn Epitaxy d'fhás scannán amháin - scannán tanaí criostail ar fhoshraith amháin - criostail leis an treoshuíomh criostail céanna leis an tsubstráit.
Féadann sé seo a bheith homoepitaxial (Si ar Si) nó heteroepitaxial (SIGE ar Si, GaN ar Sic, etc.).
Príomhghnéithe:
Faigheann an ciseal epitaxial "oidhreacht" struchtúr laitíse an tsubstráit (treoshuíomh agus ailíniú criostail) agus tá dlús íseal fabht aige.
Is féidir tiús a rialú (ó roinnt nanaiméadar go deich miocrón).
Is féidir cineál dópála, tiúchan, agus grádán a choigeartú go beacht de réir an dearaidh.
3. Cén fáth a mbainfí úsáid as an bpróiseas EPI?
Is féidir é seo a mhíniú ó thrí pheirspictíocht: feidhmíocht, próiseas, agus ábhair nua a thabhairt isteach:
3.1 Feabhsú Feidhmíochta
Dlús lochtanna a laghdú
Is féidir le EPI "fabht - ciseal saor in aisce" a fhás a dhéanann lochtanna foshraithe a aonrú ón réigiún gníomhach, rud a mhéadaíonn saolré an iompróra mhionlaigh (atá thar a bheith tábhachtach do ghléasanna cumhachta). Struchtúir dópála a bharrfheabhsú
Is féidir Ultra - acomhal éadomhain nó próifílí dópála grádaithe a bhaint amach, tréithe voltais agus seolta a fheabhsú.
Feidhmíocht leictreach a fheabhsú
Is féidir le sraitheanna ard - sraitheanna ciseal epitaxial friotaíochta (EPI) toilleas seadánach a laghdú (atá oiriúnach do ghléasanna minicíochta ard -), agus is féidir le sraitheanna tiubh epitaxial feabhas a chur ar voltas na bhfeistí cumhachta.
3.2 Inrialaitheacht Próisis
Leithlisiú Gléas
Ag baint úsáide as ard - Friotaíocht Is féidir le ciseal EPI aonrú a fheabhsú idir feistí agus crosstalk seadánach a laghdú.
Latch a laghdú - suas
I CMOanna, is féidir leis an gciseal epitaxial na struchtúir thyristor seadánacha a chosc.
Tiús solúbtha
Is féidir le táirgí difriúla tiúsanna EPI saincheaptha a bheith acu ar an tsubstráit chéanna (go háirithe coitianta i bhfeidhmiú cumhachta, aschur, agus RF).
3.3 Ábhair nua a thabhairt isteach
Brú
Baintear amach SIGE Epitaxy, Sic Epitaxy, agus Epitaxy GaN trí EPI.
Comhtháthú ilchineálach
I bhfótóinic sileacain, i MEMS, agus i bhfeistí cumhachta, is féidir EPI a úsáid chun ábhair a fhás iii - v ar sileacain. Éilíonn struchtúir superlattice ar nós HBTanna agus léasair tobair chandamach sil -leagan ailtéarnach sraitheanna d'ábhair a bhfuil bearnaí banda éagsúla acu, rud a bhfuil gá le EPI.
4. Cineálacha Coitianta Próisis EPI
| Próiseáil | Bheith | Feidhmithe |
|---|---|---|
|
Si Epi (clúdach aonchineálach) |
Ard - Sraitheanna íonachta Si a fhástar ar fhoshraitheanna Si |
CMOS, feistí cumhachta |
|
SIGE EPI |
Ábhar GE inrialaithe, brú - brataithe |
Luasghéarú PMOS, SIGE HBT |
|
Sic epi |
Cruas ard, seoltacht ard teirmeach, réimse miondealú ard | Leictreonaic Cumhachta (Silicon Carbide Mosfet) |
|
Gan epi |
Bandgap leathan, soghluaisteacht ard leictreon | Ard {- minicíocht, ard {- cumhacht rf |
|
GE epi ar Si |
Comhtháthú Optoelectronic, CMOS Strained | Fótóinic sileacain, braite infridhearg |
5. Dúshláin theicniúla an phróisis EPI
Lochtanna Comhéadan: Éilíonn an meaitseáil laitíse idir an ciseal eipiciúil agus an tsubstráit cruinneas an -ard, ar shlí eile ginfear díláithriú.
Bainistíocht struis: Is féidir le strus iomarcach le linn fás heitrea -fhréamhacha a bheith ina chúis le warping nó scoilteadh.
Rialú beacht dópála: Is féidir leis an raon tiúchana teacht ar 10¹³–10² cm⁻³, le ceanglas cruinnis de ± 1%.
Aonfhoirmeacht tiús: mór - trastomhas (300mm) sliseoga Éilíonn aonfhoirmeacht tiús<1%.
6. Achoimre
Tháinig an próiseas EPI chun cinn toisc gur féidir leis an sliseog a "athmhúnlú" chun cáilíocht ard - a chruthú, inmharthana, íseal -, agus ciseal dromchla dopála inrialaithe. Ní hamháin go leathnaíonn sé seo saolré Silicon CMOS, ach cuireann sé cosán ar fáil freisin chun ábhair nua agus struchtúir núíosach a chur i bhfeidhm.
Gan EPI, bheadh sé deacair ardfheidhmíocht an lae inniu a bhaint amach - feidhmíocht PMOS, Power MOSFET, SIGE HBT, agus Feistí Cumhachta SIC/GAN.