반도체 에피 택시 과정이란 무엇입니까?

완벽한 결정질 베이스 레이어 위에 집적 회로나 반도체 장치를 구축하는 것이 이상적입니다. 그만큼에피택시(epi) 반도체 제조 공정은 단결정 기판 위에 일반적으로 약 0.5~20 마이크론의 미세한 단결정 층을 증착하는 것을 목표로 합니다. 에피택시 공정은 반도체 장치 제조, 특히 실리콘 웨이퍼 제조에서 중요한 단계입니다.

반도체 제조의 에피택시(epi) 공정

반도체 제조에서 에피 택시 개요

반도체 제조에서 에피 택시 (EPI) 공정은 무엇입니까? 반도체 제조에서 결정은 결정질 기질 위에 주어진 방향으로 얇은 결정 층의 성장을 허용합니다.

목표 반도체 제조에서 에피택시 공정의 목표는 장치를 통해 전자를 보다 효율적으로 전달하는 것입니다. 반도체 장치의 구성에는 구조를 미세화하고 균일하게 만들기 위해 에피택시 층이 포함됩니다.

프로세스에피택시이 공정을 통해 동일한 재료의 기판에 더 높은 순도의 에피택셜 층을 성장시킬 수 있습니다. 이종접합 양극성 트랜지스터(HBT) 또는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 일부 반도체 재료에서 에피택시 공정은 기판과 다른 재료 층을 성장시키는 데 사용됩니다. 고도로 도핑된 물질층 위에 저밀도 도핑층을 성장시키는 것이 에피택시 공정입니다.

반도체 제조의 에피택시 공정 개요

반도체 제조에서 에피 택시 (EPI) 공정은 결정 성 기판 위에 주어진 방향으로 얇은 결정 층의 성장을 허용한다.

반도체 제조의 목표인 에피택시 공정의 목표는 전자가 장치를 통해 더 효율적으로 전달되도록 만드는 것입니다. 반도체 장치의 구성에는 구조를 미세화하고 균일하게 만들기 위해 에피택시 층이 포함됩니다.

에피택시 공정을 통해 동일한 재료의 기판에 더 높은 순도의 에피택셜 층을 성장시킬 수 있습니다. 이종접합 양극성 트랜지스터(HBT) 또는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 일부 반도체 재료에서 에피택시 공정은 기판과 다른 재료 층을 성장시키는 데 사용됩니다. 고도로 도핑된 물질층 위에 저밀도 도핑층을 성장시키는 것이 에피택시 공정입니다.

반도체 제조에서 에피 탁상 공정의 유형

에피 탁상 과정에서, 성장 방향은 기본 기질 결정에 의해 결정된다. 증착의 반복에 따라 하나 이상의 에피 택셜 층이있을 수 있습니다. 에피 택셜 공정은 기본 기판과 화학 조성 및 구조에서 동일하거나 다른 얇은 재료 층을 형성하는 데 사용될 수있다.

두 가지 유형의 Epi 프로세스

형질동종에피택시 이종에피택시

성장 층 에피 탁상 성장층은 기판 층과 동일한 재료이다.

결정 구조 및 격자 기판 및 에피 택셜 층의 결정 구조 및 격자 상수는 기판의 결정 구조 및 격자 상수가 다르다.

실리콘 기질에 대한 갈륨 아르 세 나이드의 실리콘 기질 에피 탁상 성장에 대한 고급 실리콘의 예제 에피 탁상 성장

응용 분야 서로 다른 도핑 수준의 층이 필요한 반도체 장치 구조 또는 덜 순수한 기판에 순수한 필름이 필요한 반도체 장치 구조 다양한 재료의 층이 필요하거나 단결정으로 얻을 수 없는 재료의 결정질 필름을 만드는 반도체 장치 구조

두 가지 유형의 Epi 프로세스

특성 homoepitaxy hetero에피택시

성장층 에피 택셜 성장층은 기판 층과 동일한 재료이다.

결정 구조 및 격자 기판 및 에피 택셜 층의 결정 구조 및 격자 상수는 기판의 결정 구조 및 격자 상수가 다르다.

실리콘 기질 상에 실리콘 기판 에피 택시 성장에 대한 고순도 실리콘의 예제 에피 탁상 성장

응용 분야의 반도체 장치 구조는 다른 재료의 층을 필요로하거나 단결정으로 얻을 수없는 재료의 결정질 필름을 구축하는 반도체 장치 구조에 대한 상이한 도핑 레벨 또는 순수 필름의 층을 필요로하는 반도체 장치 구조

반도체 제조의 에피택셜 공정에 영향을 미치는 요인

요인 설명

온도 에피택시 속도와 에피택시층 밀도에 영향을 미칩니다. 에피택시 공정에 필요한 온도는 상온보다 높으며 그 값은 에피택시 유형에 따라 다릅니다.

압력 에피택시 속도와 에피택셜 층 밀도에 영향을 미칩니다.

결함 에피택시 결함은 웨이퍼 결함으로 이어집니다. 무결함 에피택시층 성장을 위해서는 에피택시 공정에 필요한 물리적 조건이 유지되어야 합니다.

원하는 위치 에피 택시 공정은 결정의 올바른 위치에서 성장해야합니다. 공정 중에 성장이 필요하지 않은 지역은 성장을 방지하기 위해 올바르게 코팅해야합니다.

셀프 도핑(Self-doping) 에피택시 공정은 고온에서 진행되기 때문에 도펀트 원자가 물질의 변화를 가져올 수 있다.

요인 설명

온도는 에피택시 속도와 에피택셜 층의 밀도에 영향을 미칩니다. 에피택시 공정에 필요한 온도는 상온보다 높으며 그 값은 에피택시 유형에 따라 달라집니다.

압력은 에피택시율과 에피택시층 밀도에 영향을 미칩니다.

결함 에피택시 결함은 웨이퍼 결함으로 이어집니다. 무결점 에피택시층 성장을 위해서는 에피택시 공정에 필요한 물리적 조건이 유지되어야 합니다.

원하는 위치 에피 택시 과정은 결정의 올바른 위치에서 자라야합니다. 이 과정에서 성장이 필요하지 않은 지역은 성장을 방지하기 위해 올바르게 코팅해야합니다.

자가 도핑 에피 택시 공정은 고온에서 수행되기 때문에 도펀트 원자가 재료의 변화를 가져올 수 있습니다.

에피 택셜 밀도 및 속도

에피택셜 성장 밀도는 에피택셜 성장층에 있는 물질의 단위 부피당 원자 수입니다. 온도, 압력, 반도체 기판 유형 등의 요인이 에피택셜 성장에 영향을 미칩니다. 일반적으로 에피택셜 층의 밀도는 위의 요인에 따라 달라집니다. 에피택시층이 성장하는 속도를 에피택시율이라고 합니다.

에피 택시가 적절한 위치와 방향으로 성장하면 성장률이 높고 그 반대도 마찬가지입니다. 에피 택셜 층 밀도와 유사하게, 에피 택시 속도는 또한 온도, 압력 및 기질 재료 유형과 같은 물리적 요인에 의존한다.

에피 택셜 속도는 고온과 낮은 압력에서 증가합니다. 에피 택시 속도는 또한 기질 구조 방향, 반응물의 농도 및 사용 된 성장 기술에 의존한다.

에피택시 공정 방법

몇 가지 에피 택시 방법이 있습니다.액체 상피 (LPE), 하이브리드 기상 에피택시, 고체상 에피택시,원자 층 증착, 화학 기상 증착, 분자 빔 에피 택시등.

화학 기상 증착 (CVD) 분자 빔 에피 택시 (MBE)

화학적 공정 물리적 공정

가스 전구체가 성장 챔버 또는 반응기에서 가열된 기판을 만날 때 발생하는 화학 반응을 수반합니다. 증착할 재료는 진공 조건에서 가열됩니다.

필름 성장 공정의 정확한 제어 성장 층의 두께 및 구성의 정확한 제어

매우 미세한 에피 택셜 층이 필요한 애플리케이션을 위해 고품질 에피 택셜 층이 필요한 응용 분야

가장 일반적으로 사용되는 방법 더 비싼 방법

화학 공정 물리적 공정

가스 전구체가 성장 챔버 또는 반응기에서 가열된 기판과 만날 때 발생하는 화학 반응을 수반합니다. 증착할 재료는 진공 조건에서 가열됩니다.

박막 성장 공정의 정밀 제어 성장층의 두께 및 조성 정밀 제어

매우 미세한 에피 택셜 층이 필요한 응용 분야에 사용되는 고품질 에피 택셜 층이 필요한 응용 분야에서 사용

가장 일반적으로 사용되는 방법 더 비싼 방법

에피택시 공정은 반도체 제조에 매우 중요합니다. 그것은 성능을 최적화합니다

반도체 장치 및 통합 회로. 장치 품질, 특성 및 전기 성능에 영향을 미치는 반도체 장치 제조의 주요 프로세스 중 하나입니다.