EPI (EPITAXY) jarayoni Yarimo'tkazuvchilar tayyorlashda asosiy moddiy o'sish texnologiyasidir. RF chiplari va boshqalar .
1. EPI jarayonining ta'rifi
Epitaxy (epitrace o'sishi) Kristalli substratda bir xil yoki turli xil materiallarning o'sishiga (odatda, bitta kristalli kremniy), ya'ni substrat va. . bilan bir xil rangli mozaikali modernizatsiya tuzilishi bilan bog'liq.
2. EPI jarayonining asosiy maqsadi
| Maqsad | Tasvirlamoq |
| Yaxshilangan kristall sifati | Yuqori sifatli, kam nuqsonli zichlik qatlamlarini ta'minlash |
| Doping kontsentratsiyasi va turini boshqarish | Pastroq (past doplangan) yoki drift mintaqasini shakllantiradigan substratdan ko'ra pastroq (past doplangan) yoki undan ko'p doplangan mintaqa . |
| Kuchli muhandislik bilan tanishtirish | EPI qatlamidagi sigir yoki stressni joriy etish uchun stressni joriy etish (masalan, kremniy) |
| Qurilma izolyatsiya qatlamini ta'minlaydi | Soi, BICmos va boshqa tuzilmalarda vertikal izolyatsiya qatlamlarini shakllantirishni qo'llab-quvvatlaydi |
| Yuqori kuchlanishli qurilma tuzilmalarini qo'llab-quvvatlaydi |
Masalan, Ldmos va IGBT . . . {}} . . . . . . . ni oshirish uchun qalin, past dogramma qatlamni talab qiladi
|
3. EPI Jarayon tasnifi
1. moddiy turdagi tasnif
| Tur | Tasvirlamoq |
| Si epi | Eng keng tarqalgan, bitta kristalli kremikon epitragial qatlami |
| Sige Epi | Siqilish muhandisligi yoki RF qurilmalari uchun germaniyalik kremniy qatlamlari epitaxial qatlamlari |
| Si: c EPI | Boron diffuziyalarini cheklash uchun uglerod-doplangan kremniy qatlami (PMOS) |
| III-V EPI | GAAS, INP va boshqalar ., asosan optoelektron vositalar, yuqori tezlikdagi qurilmalar (odatda CMOS asosiy liniyasida emas) |
2. doping turida tasnif
| Tur | Tasvirlamoq |
| N-tipidagi epi | N-ldmos kabi elektr qurilmalarining siljish qatlami uchun mos keladigan fosfor / ansenik doped |
| P-tipidagi EPI | Boron doped, p-tipdagi CMOS qurilmasi tuzilishi uchun mos keladi |
| Ichki EPI | Juda past doping, ichki kremniyga yaqin, yuqori kuchlanishli dasturlar uchun |
3. tarkibiy shakl bo'yicha tasnif
| Tur | Tasvirlamoq |
| Bir qatlamli emal | Yagona qalinlik / doping tuzilishi |
| Ko'p bosqichli ePI | SJ mozajama-ketlik tuzilmalari uchun zarur bo'lgan p / n qatlamlar kabi doping. |
| Tanlangan epi | Finfet yoki drayverlar uchun ishlatiladigan yoki kesilgan tuzilmalarda ishlatiladigan magnitning mahalliy joylarida (masalan, manba / drenaj) |
4. EPI jarayonining umumiy ko'rinishi
Substratni tayyorlash:
- Pirojiqlangan kremniy voiz (RCA tozalash);
- Asl oksid sathini (HF yoki HCL Gazni davolash) olib tashlang;
- Si (100) yalang'och yuzani tozalash uchun sirtni kamaytirish
Kristal o'sishi (epitaxial reaktsiya):
- CVD (kimyoviy bug 'quyish) jarayoni;
-Boy reaktsiya gazlari:
(Siman), Sicl₄, HCl
- Gaz: ph₃ (fosfor), Bug'₆ (Boron), Ash₃ (Arsenik)
Jarayonni boshqarishning parametrlari:
-Troole: 900 daraja ~ 1200 daraja (issiq devor yoki sovuq devor reaktori)
-Pressular: past bosim yoki atmosfera bosimi;
- Zavod:<1μm/min (strict requirements on thickness/uniformity)
Qayta ishlashdan keyingi qayta ishlash:
- qalinlik bir xilligini, doping tarqatish;
- balandlikni o'lchash;
- Mulkaza nuqsonli tahlili (e {{. g {{{. optika / /. Kristal joylashtirishni aniqlash uchun Optika / {{.
5. Umumiy EPI dasturiy stsenariylari
1. Quvvat qurilmalari (ldmos, gbt, diod)
Kam doping, qalin epi qatlami drift mintaqasini shakllantiradi;
Tartibni oshirish kuchlanishini oshiring va o'tkazuvchanlikni yo'qotish va .
2. Finfet / CMOS yuqori ishlash moslamalari
Sige Epii manba / drenajlashda;
Siqilish, harakatchanlikni oshirish va qarshilikni kamaytirish .
3. RF qurilmalari (RF CMOS, HTT)
Aniq boshqariladigan Sige Epi qatlami turli xil tarkiblarni shakllantiradi (masalan, Sige HTT kabi);
Yaxshiroq chastotalarga javob berish va past shovqin xususiyatlari .
6. EPI jarayonining muammolari
| Qiyinchilik | Tasvirlamoq |
| Panjara nuqsonli nazorati | EPI qatlami past joylashtirish zichligini saqlab turishi kerak (e {{{{{{. tdd <1e4) |
| Doping aniq nazorat | <5% o'zgaruvchanlik, ayniqsa ko'p qavatli tuzilmalar |
| Tozalik interfeysi | Aralashmalararo aralashmalar / oksidlanish kristalli moslash va elektr emirilishiga olib kelishi mumkin |
| Bosqich balandligi / zinapoya | Keyingi fotolitografiya va tekislik uchun yuqori talablar |
| Narx | EPI uskunalari qimmat, sekin va qimmat |
7. EPI va boshqa texnologiyalar o'rtasidagi munosabatlar
| Texnologiya | Aloqada bo'lish |
| Soya | EPI qurilma to'qimalari uchun kremniy qatlamlarida o'stirilishi mumkin |
| Fitfet | Manba / drenajlash tez-tez shortni kiritish uchun tanlangan EPIni ishlatadi |
| Super kesish | Bir nechta qatlamlarning bir nechta qatlamlari yuqori kuchlanishli moza tuzilishni shakllantiradi |
| Yuqori kuchlanishli CMOS | Epi qatlami yuqori voltli drift mintaqasini tashkil qiladi va dafn qilingan qatlam bilan birga Ron va BV bilan birgalikda optimallashtiradi |
Xulosa qilmoq
| Loyiha | Tarkib |
| Maqsad | Yuqori sifatli, doping boshqariladigan bitta kristalli inshootlarni taqdim etish |
| Yo'l | Kimyoviy bug 'tushirilishi (CVD) Yagona kristalli epitaxy |
| Ariza | Yuqori kuchlanishli qurilmalar, RF, Finfet, Sodi, Energetika qurilmalari va boshqalar . . . . |
| Qiyinchilik | Kristal nuqsonlari, doping aniqligi, sirt tekisligi, narxi |
