실리콘 (SI) 에피 택시 준비 기술 - 뉴스 -Vetek Semiconductor Technology Co., Ltd

실리콘 (SI) 에피 택시 제조 기술

실리콘(Si) 에피택시준비 기술

에피 택셜 성장은 무엇입니까?

·단결정 재료만으로는 다양한 반도체 장치의 생산 증가 요구를 충족할 수 없습니다. 1959년 말에 얇은 층의단결정물질 성장 기술 - 에피택셜 성장이 개발되었습니다.

에피축 성장은 특정 조건 하에서 절단, 연삭 및 연마에 의해 신중하게 처리 된 단결정 기판의 요구 사항을 충족시키는 재료 층을 성장시키는 것입니다. 성장 단일 제품 층은 기판 격자의 확장이기 때문에, 성장 된 재료 층을 에피 택셜 층이라고한다.

에피택셜층의 특성에 따른 분류

·균질한 에피택시:에피택셜층재료의 일관성을 유지하고 고품질 제품 구조 및 전기 특성을 달성하는 데 도움이되는 기판 재료와 동일합니다.

·이종 에피택시:에피택셜층기판 재료와 다릅니다. 적합한 기판을 선택함으로써, 성장 조건을 최적화하고 재료의 적용 범위를 확장 할 수 있지만, 격자 불일치 및 열 확장 차이로 인한 문제를 극복해야합니다.

장치 위치 별 분류

포지티브 에피택시(Positive Epitaxy): 결정 성장 중에 기판 재료에 에피택셜 층을 형성하는 것을 말하며, 장치는 에피택셜 층에서 만들어집니다.

역 에피 택시 : 양성 에피 택시와 달리, 장치는 기판에서 직접 제조되는 반면, 에피 택셜 층은 장치 구조에 형성된다.

적용 차이점: 반도체 제조에서 두 가지의 적용은 필요한 재료 특성 및 장치 설계 요구 사항에 따라 다르며 각각은 서로 다른 프로세스 흐름 및 기술 요구 사항에 적합합니다.

에피택셜 성장 방식에 따른 분류

· Direct Epitaxy는 가열, 전자 폭격 또는 외부 전기장을 사용하여 성장하는 재료 원자가 충분한 에너지를 얻고 기판 표면에서 직접 이동하고 증착하여 진공 증착, 스퍼터링, 승화 등과 같은 에피 택셜 성장을 완성하는 방법입니다. 그러나이 방법은 장비에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 필름의 저항력과 두께는 반복성이 좋지 않으므로 실리콘 에피 택셜 생성에 사용되지 않았습니다.

· 간접 에피 택시는 화학적 반응을 사용하여 기판 표면에 에피 택셜 층을 퇴적하고 성장시키는 것입니다. 그러나 CVD에 의해 성장한 박막이 반드시 단일 제품은 아닙니다. 따라서, 엄밀히 말하면, 단일 필름을 성장시키는 CVD만이 에피 택셜 성장이다. 이 방법에는 간단한 장비가 있으며 에피 택셜 층의 다양한 매개 변수는 제어하기 쉽고 반복성이 우수합니다. 현재, 실리콘 에피 택셜 성장은 주로이 방법을 사용합니다.

기타 카테고리

·에피택시 물질의 원자를 기판으로 이동시키는 방식에 따라 진공 에피택시, 기상 에피택시, 액상 에피택시(LPE) 등으로 구분할 수 있다.

· 위상 변화 과정에 따라 에피 택시는기체 에피 택시, 액체 상피, 그리고고체상 에피택시.

에피 택셜 프로세스에 의해 해결 된 문제

· 실리콘 에피 택셜 성장 기술이 시작되었을 때, 실리콘 고주파 및 고출력 트랜지스터 제조가 어려움을 겪었을 때였습니다. 트랜지스터 원리의 관점에서, 고주파 및 고전력을 얻으려면, 컬렉터 분해 전압이 높아야하고 직렬 저항은 작아야합니다. 즉, 포화 전압 강하가 작아야합니다. 전자는 수집기 영역 재료의 저항력이 높아야하는 반면, 후자는 수집기 영역 재료의 저항력이 낮고, 두 사람은 모순적이다. 수집기 영역 재료의 두께를 얇게하여 일련의 저항이 감소하면 실리콘 웨이퍼는 너무 얇고 깨지기 쉽습니다. 재료의 저항이 줄어들면 첫 번째 요구 사항과 모순됩니다. 에피 택셜 기술은 이러한 어려움을 성공적으로 해결했습니다.

해결책:

· 저항력이 매우 낮은 기판에서 고성익 에피 택셜 층을 성장시키고 에피 택셜 층에서 장치를 제조합니다. 고 저항성 에피 택셜 층은 튜브가 높은 분해 전압을 보장하는 반면, 저항성 기판은 기판의 저항과 포화 전압 강하를 감소시켜 둘 사이의 모순을 해결합니다.

또한 1-V 계열, 1-V 계열 및 GaAs 등 기타 화합물 반도체 소재의 기상 에피택시, 액상 에피택시, 분자선 에피택시, 금속 유기화합물 기상 에피택시 등의 에피택시 기술도 크게 발전했다. 대부분의 전자레인지 및 전자레인지 제조에 필수적인 공정 기술이 되었습니다.광전자 장치.

특히, 분자 빔의 성공적인 적용 및금속 유기 증기초박층의 상 에피택시, 초격자, 양자우물, 변형된 초격자 및 원자 수준의 박층 에피택시는 반도체 연구의 새로운 분야인 "밴드 공학" 발전의 토대를 마련했습니다.

에피 택셜 성장의 특성

(1) 고(저) 저항 에피택셜 층은 저(고) 저항 기판 상에 에피택셜 성장될 수 있다.

(2) N(P) 에피택셜 층은 P(N) 기판 위에 성장하여 PN 접합을 직접 형성할 수 있습니다. 확산을 통해 단일 기판에 PN 접합을 만들 때 보상 문제가 없습니다.

(3) 마스크 기술과 결합하여 지정된 영역에서 선택적 에피 택셜 성장을 수행하여 특수 구조가있는 통합 회로 및 장치의 생산 조건을 만듭니다.

(4) 도핑의 유형과 농도는 에피 택셜 성장 동안 필요에 따라 변화 될 수있다. 집중 변화는 갑작 스럽거나 점진적 일 수 있습니다.

(5) 가변 구성 요소를 갖는 이질적인 다층, 다중 성분 화합물의 초현대형 층이 성장할 수있다.

(6) 에피택셜 성장은 재료의 녹는점 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 성장 속도를 제어할 수 있으며 원자 규모 두께의 에피택시 성장이 가능합니다.

에피택시 성장 요구 사항

(1) 밝은 반점, 구덩이, 안개 얼룩 및 슬립 라인과 같은 표면 결함없이 표면은 평평하고 밝아야합니다.

(2) 우수한 결정 무결성, 낮은 전위 및 적층 결함 밀도. 을 위한실리콘 에피택시, 탈구 밀도는 1000/cm2보다 작아야하고, 스택 결함 밀도는 10/cm2보다 작아야하며, 크롬산 에칭 용액에 의해 부식 된 후 표면은 밝게 유지되어야한다.

(3) 에피 택셜 층의 배경 불순물 농도는 낮아야하며 보상이 필요하지 않아야한다. 원자재 순도가 높아야하고 시스템은 잘 밀봉되어야하며 환경은 깨끗해야하며, 외래 불순물이 에피 택셜 층에 통합되는 것을 피하기 위해 조작이 엄격해야합니다.