Substrate ທຽບກັບ Epitaxy: ບົດບາດສໍາຄັນໃນການຜະລິດ Semiconductor

ແນະນໍາ: ສອງເສົາຫຼັກຂອງຊິບທີ່ທັນສະໄຫມ

ເພື່ອເຂົ້າໃຈຢ່າງແທ້ຈິງວ່າຊິບກ້າວຫນ້າສາມາດບັນລຸການຄິດໄລ່ຄວາມໄວສູງແລະຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງໄດ້ແນວໃດ, ພວກເຮົາຕ້ອງເຂົ້າໃຈສອງເສົາຫຼັກພື້ນຖານຂອງໂຄງສ້າງທາງກາຍະພາບຂອງມັນ - ຊັ້ນຍ່ອຍ semiconductor ແລະຂະບວນການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial.

ເວົ້າງ່າຍໆ, ຊັ້ນໃຕ້ດິນໃຫ້ "ພື້ນຖານ" ສໍາລັບການສະຫນັບສະຫນູນກົນຈັກແລະການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນ "ຊັ້ນທີ່ມີປະໂຫຍດ" ທີ່ສ້າງຂຶ້ນຢ່າງລະມັດລະວັງໃນ "ພື້ນຖານ." ເຖິງແມ່ນວ່າສອງຂໍ້ກໍານົດຈະແຕກຕ່າງກັນໂດຍລັກສະນະດຽວ, ແຕ່ພວກມັນມີຄວາມແຕກຕ່າງພື້ນຖານໃນໂຄງສ້າງວັດສະດຸ, ຂະບວນການຜະລິດ, ແລະບົດບາດທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ບົດ​ຄວາມ​ນີ້​ຈະ​ອະ​ທິ​ບາຍ​ເປັນ​ລະ​ບົບ​ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ທາງ​ດ້ານ​ວິ​ຊາ​ການ​, ຕົວ​ກໍາ​ນົດ​ການ​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​, ແລະ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​ທີ່​ຕັດ​ສິນ​ຕໍ່​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ສຸດ​ທ້າຍ​.

I. Substrate Semiconductor ແມ່ນຫຍັງ?  

[ບົດສະຫຼຸບຫຼັກຂອງພາກນີ້]: ແຜ່ນຮອງ semiconductor ເປັນ “ໂຄງກະດູກ” ແລະ “ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ” ຂອງອຸປະກອນ. ຊິລິຄອນກ້ອນດຽວທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (Si) ຄອບງໍາຕະຫຼາດຜູ້ບໍລິໂພກ, ໃນຂະນະທີ່ຊິລິຄອນຄາໄບ (SiC), ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງຂອງ 4.9 W / cm·K, ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແລະການນໍາໃຊ້ແຮງດັນສູງ.

substrates semiconductor ເປັນພື້ນຖານໂຄງສ້າງແລະຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ semiconductor ເກືອບທັງຫມົດ. ຈາກທັດສະນະຂອງກົນຈັກ, ພວກເຂົາເຈົ້າເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເວທີທາງດ້ານຮ່າງກາຍສະຫນັບສະຫນູນຈຸລະພາກແລະ nanostructures; ສິ່ງທີ່ ສຳ ຄັນກວ່ານັ້ນ, ພວກມັນໃຫ້ແມ່ແບບຂອງເສັ້ນລວດໄປເຊຍກັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຊິ່ງ ກຳ ນົດທິດທາງໄປເຊຍກັນແລະຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງຂອງຊັ້ນທີ່ຝາກໄວ້ຕໍ່ມາ.

ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ວັດສະດຸຍ່ອຍສາມາດເປັນແກ້ວດຽວ, polycrystalline, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງ amorphous; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງແມ່ນອີງໃສ່ເກືອບທັງໝົດຢູ່ໃນກ້ອນດຽວທີ່ບໍລິສຸດສູງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຂອບເຂດເມັດພືດ ແລະຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ເປັນອຸປະສັກຕໍ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ.

1.1 ປະເພດຍ່ອຍສະຫຼາຍຫຼັກ ແລະ ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸຂອງພວກມັນ

ທາງເລືອກຂອງ substrates ຂະຫນາດໃຫຍ່ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ປະສິດທິພາບອຸປະກອນ, ຜົນຜະລິດການຜະລິດ, ແລະໂຄງສ້າງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ອຸດສາຫະກໍາຕົ້ນຕໍແມ່ນໃຊ້ສາມປະເພດຍ່ອຍທີ່ສໍາຄັນ:

• ແຜ່ນຍ່ອຍຊິລິໂຄນ: ຊິລິຄອນກ້ອນດຽວ (Si) ທີ່ປູກຜ່ານວິທີການ Czochralski (CZ) ຫຼື Float Zone (FZ) ຍັງຄົງເປັນກະແສຫຼັກຢ່າງແທ້ຈິງໃນອຸດສາຫະກໍາ semiconductor ທົ່ວໂລກຈົນເຖິງທຸກມື້ນີ້. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນການຍົກເວັ້ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ, ແລະສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ເຖິງ 300 ມມ (12 ນິ້ວ). ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນໂຮງງານຜະລິດລະດັບຜູ້ບໍລິໂພກ, ອຸປະກອນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ, ແລະຈຸລັງແສງຕາເວັນມາດຕະຖານ.
• ແຜ່ນຍ່ອຍກ້ວາງ (Silicon Carbide ແລະ Sapphire): ເມື່ອຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານແລະຄວາມຖີ່ເກີນຂອບເຂດຈໍາກັດທາງກາຍະພາບຂອງຊິລິໂຄນ, ວັດສະດຸທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງກວ້າງກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້.
• Silicon carbide (SiC): ດ້ວຍການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ໂດດເດັ່ນ (ປະມານ 3.7 ຫາ 4.9 W/cm·K[1]) ແລະຄວາມແຮງຂອງພາກສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກສູງ, ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບລົດໄຟຟ້າ (EV) inverter ແລະຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແຮງດັນສູງ.
• Sapphire (Al₂O₃): ດ້ວຍຄວາມໂປ່ງໃສ optical ທີ່ດີເລີດແລະຄຸນສົມບັດການແຍກ dielectric, ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ LEDs ສີຟ້າ / ultraviolet ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ RF SOI ພິເສດ.
• Quartz Substrate: ຂໍຂອບໃຈກັບ inertness ສານເຄມີສູງທີ່ສຸດຂອງຕົນ, ຄ່າສໍາປະສິດຕ່ໍາສຸດຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ, ແລະຄວາມບໍລິສຸດ optical ສູງ, ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍໃນອົງປະກອບ optical ລະດັບສູງ, ຫນ້າກາກເປົ່າຫວ່າງ, ແລະອຸປະກອນເຊັນເຊີພິເສດ.

1.2 ຫນ້າທີ່ຫຼັກສອງຂອງ substrates: ສະຫນັບສະຫນູນແລະການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ

ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ດໍາ​ເນີນ​ງານ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ຕົວ​ຈິງ​, substrates ຫຼາຍ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ສອງ​ຫນ້າ​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​ທີ່​ບໍ່​ສາ​ມາດ​ທົດ​ແທນ​ໄດ້​:

ສະຫນັບສະຫນູນກົນຈັກ: ສະຫນອງຄວາມເຂັ້ມງວດຂອງໂຄງສ້າງໃນລະຫວ່າງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງ, ຂະບວນການເຄມີສູນຍາກາດສູງ, ການຈັດການ wafer, ແລະການຫຸ້ມຫໍ່ back-end, ປະສິດທິພາບປ້ອງກັນ wafer warping ແລະກະດູກຫັກ.

ການນໍາຄວາມຮ້ອນ (ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ): chips ທີ່ທັນສະໄຫມສ້າງ fluxes ຄວາມຮ້ອນທ້ອງຖິ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່; substrates silicon bulk ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຫລົ້ມຈົມຄວາມຮ້ອນໂດຍກົງ, dissipating ຄວາມຮ້ອນອອກພາຍນອກເພື່ອປ້ອງກັນ overheating ຂອງພາກພື້ນ junction ແລະ runaway ຄວາມຮ້ອນ.

II. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Semiconductor Epitaxial ແມ່ນຫຍັງ? (ຊັ້ນເຮັດວຽກທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍປະສິດທິພາບ)

[ບົດສະຫຼຸບຫຼັກຂອງພາກນີ້]: ຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນ "ຈິດວິນຍານຂອງການປະຕິບັດຂອງຊິບ." CVD/MOCVD ຈັດການການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາຂະຫນາດໃຫຍ່, ໃນຂະນະທີ່ MBE (Molecular Beam Epitaxy) ຊ່ວຍໃຫ້ການໂຕ້ຕອບສູງສຸດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາໃນລະດັບປະລໍາມະນູ. ຖ້າບໍ່ມີເທກໂນໂລຍີ epitaxial, ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ຄື້ນ 5G ມີລີແມັດຕໍ່າສຸດ ແລະ MOSFETs ແຮງດັນສູງຈະເປັນໄປບໍ່ໄດ້.

ເຖິງແມ່ນວ່າ substrate ສະຫນອງພື້ນຖານທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ໄປເຊຍກັນທີ່ປູກເປັນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍ, inevitably ມີ microdefects, impurities ທໍາມະຊາດ, ແລະຄຸນນະສົມບັດໄຟຟ້າຄົງທີ່. ເພື່ອຜະລິດອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມໄວສູງ, ປະສິດທິພາບສູງ, ຜູ້ຜະລິດໄດ້ຮັບຮອງເອົາ epitaxy - ການຄວບຄຸມຂອງຊັ້ນຜລຶກທີ່ສະອາດແລະບາງໆໃສ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນເປົ້າຫມາຍ.

ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ epitaxial, ປະລໍາມະນູຈາກ vapors ຫຼື beams ໂມເລກຸນໄດ້ຖືກຝາກລົງເທິງພື້ນຜິວ substrate ຄວາມຮ້ອນແລະສອດຄ່ອງຢ່າງສົມບູນກັບເສັ້ນໄຍໄປເຊຍກັນທີ່ຕິດພັນ. ຜົນອອກມາຂອງ wafer epitaxial ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມບໍລິສຸດໄປເຊຍກັນສູງທີ່ສຸດ, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຫຼາຍຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດຕ່ໍາກວ່າຂອງ substrate ຫຼາຍ.

2.1 ເທັກໂນໂລຍີການຝັງຕົວ Epitaxial ຫຼັກ ແລະອຸປະກອນ

ການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ທີ່ທັນສະໄຫມແມ່ນບັນລຸໄດ້ຕົ້ນຕໍໂດຍຜ່ານວິທີການກ້າວຫນ້າທາງດ້ານດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

• ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD / MOCVD): ທາດຄາໂບໄຮເດຣດຈະເນົ່າເປື່ອຍຢູ່ດ້ານຂອງ wafer ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນແກ້ວດຽວທີ່ເປັນເອກະພາບ. ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີຂອງໂລຫະ - ອິນຊີ (MOCVD) ແມ່ນມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ຂອງທາດປະສົມ III-V ແລະ semiconductors ແຖບກວ້າງ.

• Molecular Beam Epitaxy (MBE): ດໍາເນີນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດສູງ (UHV), ຂະບວນການນີ້ບັນລຸຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຊັ້ນດຽວປະລໍາມະນູໂດຍການນໍາ beam ຄວາມຮ້ອນທີ່ຊັດເຈນໃສ່ substrate, ຜົນອອກມາໃນ gradients ການໂຕ້ຕອບ steep ທີ່ສຸດ. ມັນ ເໝາະ ສຳ ລັບໂຄງສ້າງທີ່ລະອຽດອ່ອນເຊັ່ນ: ນ້ ຳ quantum.

ການຝາກ epitaxial ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແມ່ນບໍ່ພຽງແຕ່ຂຶ້ນກັບການຄວບຄຸມຂະບວນການທີ່ຊັດເຈນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຢູ່ໃນການຄຸ້ມຄອງຊີວິດຂອງອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນພາຍໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາ (ເຊັ່ນ: SiC-coated graphite substrates), ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການແລະຜົນຜະລິດ.

2.2 ແອັບພລິເຄຊັນຂັ້ນສູງເປີດໃຊ້ງານໂດຍ Epitaxial Technology

Epitaxy ເປີດໃຊ້ສະຖາປັດຕະຍະກໍາອຸປະກອນທີ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ດ້ວຍວັດສະດຸຈໍານວນຫລາຍຢ່າງດຽວ:

• Silicon-Germanium Heterojunction Bipolar Transistor (SiGe HBT): ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial SiGe ultrathin ຢູ່ໃນພາກພື້ນພື້ນຖານຈະສ້າງການປ່ຽນແປງ bandgap, ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພີ່ມຄວາມໄວຕອບສະຫນອງຄວາມຖີ່ສູງ.
• ເທກໂນໂລຍີ Silicon ເມື່ອຍ: ການຝາກຊັ້ນຊິລິໂຄນບາງໆໃສ່ເສັ້ນ SiGe ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຕຶງຄຽດ ຫຼື ການບີບອັດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການເຄື່ອນທີ່ຂອງສາຍສົ່ງໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ (ທັງການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກໂທຣນໃນ n-FETs ແລະການເຄື່ອນທີ່ຂອງຮູໃນ p-FETs ແມ່ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງ).
• ການຂະຫຍາຍຕົວ Epitaxial ເລືອກ (SEG): ໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍາ FinFET ແລະ Gate-All-Around (GAA) ທີ່ທັນສະໄຫມ, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial Si/SiGe ທີ່ເລືອກຢູ່ໃນເຂດແຫຼ່ງ / ທໍ່ລະບາຍນ້ໍາຫຼຸດລົງການຕໍ່ຕ້ານການຕິດຕໍ່ແລະເພີ່ມຄວາມອີ່ມຕົວໃນປະຈຸບັນ.

ສໍາລັບຄໍານິຍາມຂອງຂະບວນການ semiconductor epitaxy, ອ້າງອີງ:ຂະບວນການ epitaxy semiconductor ແມ່ນຫຍັງ?

III. Substrate ທຽບກັບ Epitaxial Wafer: ພາບລວມຂອງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນ

[ບົດສະຫຼຸບທີ່ສໍາຄັນຂອງພາກນີ້]: ວິທີທາງກົງທີ່ສຸດທີ່ຈະຈໍາແນກລະຫວ່າງສອງແມ່ນການກວດສອບ "ບົດບາດຫນ້າທີ່" ຂອງພວກເຂົາ - ຊັ້ນຍ່ອຍແມ່ນຮັບຜິດຊອບສໍາລັບການທົນຕໍ່ແຮງສັ່ນສະເທືອນທາງຮ່າງກາຍແລະຄວາມຮ້ອນ, ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນ epitaxial ມີຄວາມຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການທົນທານຕໍ່ກະແສໄຟຟ້າແລະພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ໂດຍ decoupling ພາກພື້ນທີ່ຫ້າວຫັນຈາກພາກພື້ນທີ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ, wafers epitaxial ບັນລຸລະດັບການຮົ່ວໄຫລໃນປະຈຸບັນຫຼາຍກ່ວາຫນຶ່ງຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດຕ່ໍາກວ່າອຸປະກອນ fabricated ໂດຍກົງໃສ່ substrate.

ສໍາລັບການປຽບທຽບສາຍຕາ, ຕາຕະລາງຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະຫຼຸບຄວາມແຕກຕ່າງພື້ນຖານລະຫວ່າງ substrates ຫຼາຍແລະ epitaxial wafers ໃນຂໍ້ກໍານົດຂອງຕົວກໍານົດການຜະລິດທີ່ສໍາຄັນ:

IV. ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກນິກ: Epitaxy ພື້ນຖານເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນແນວໃດ?

[ບົດສະຫຼຸບຫຼັກຂອງພາກນີ້]: microdefects ທໍາມະຊາດແລະຈຸດຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນໃນ substrates ຫຼາຍແມ່ນ " killers ເຊື່ອງໄວ້" ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດກະແສຮົ່ວໄຫຼສູງແລະແຮງດັນການທໍາລາຍຕ່ໍາໃນອຸປະກອນ. ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຂອງເທກໂນໂລຍີ epitaxial ແມ່ນຢູ່ໃນການ decoupling "ຊັ້ນຍ່ອຍກົນຈັກທີ່ບົກພ່ອງ" ຈາກ "ຊັ້ນເຮັດວຽກທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ," ດັ່ງນັ້ນການແຍກການຂົນສົ່ງຜູ້ຂົນສົ່ງພາຍໃນຊັ້ນ epitaxial ບໍລິສຸດ. ການອອກແບບ decoupling ນີ້ສົ່ງຜົນໂດຍກົງໃນຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາ, ແລະອາຍຸການອຸປະກອນທີ່ຍາວກວ່າ - ເປັນກ້າວກະໂດດດ້ານຄຸນນະພາບທີ່ບໍ່ເຄີຍສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການໃຊ້ substrates ຫຼາຍຢ່າງດຽວ.

ການນໍາສະເຫນີເທກໂນໂລຍີ epitaxial ບໍ່ພຽງແຕ່ "ເພີ່ມຊັ້ນຂອງຮູບເງົາ," ແຕ່ເປັນການກ້າວກະໂດດດ້ານຄຸນນະພາບໃນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນແລະການປະຕິບັດໄຟຟ້າ.

ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມບໍລິສຸດທາງເຄມີທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ໂຄງສ້າງຍ່ອຍມາດຕະຖານຢ່າງຫລີກລ້ຽງບໍ່ໄດ້ປະກອບດ້ວຍ microporosity, ອົກຊີເຈນ precipitates, ແລະຈຸດຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຫຼືອຈາກຂະບວນການດຶງໄປເຊຍກັນ. ອຸປະກອນ fabricating ໂດຍກົງໃສ່ substrates ຫຼາຍມັກຈະເຮັດໃຫ້ກະແສຮົ່ວໄຫຼສູງແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ແຮງດັນການທໍາລາຍຕ່ໍາ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, wafers epitaxial ແຍກການຂົນສົ່ງຜູ້ຂົນສົ່ງພາຍໃນຊັ້ນ epitaxial ທີ່ບໍລິສຸດ, ບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ. ໂດຍ decoupling ພາກພື້ນທີ່ເຮັດວຽກການເຄື່ອນໄຫວຈາກ substrate ກົນຈັກຜິດປົກກະຕິ, ຜູ້ຜະລິດສາມາດບັນລຸ:

• ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການທີ່ສູງຂຶ້ນ (ຫຼຸດລົງ capacitance parasitic);
• ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາ (ຫຼຸດຜ່ອນການຮົ່ວໄຫຼ);
• ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນທີ່ຍາວນານ ແລະຄວາມໝັ້ນຄົງພິເສດພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນດ້ານຄວາມຮ້ອນຂອງໄຟຟ້າທີ່ຮຸນແຮງ.

ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນພາກສະຫນາມຂອງ semiconductors ພະລັງງານ, ຄຸນນະພາບຂອງຊັ້ນ epitaxial ດຽວກັນຂອງ SiC ກໍານົດໂດຍກົງກ່ຽວກັບລະດັບແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງອຸປະກອນ MOSFET - ບາງສິ່ງບາງຢ່າງທີ່ substrates SiC ສ່ວນໃຫຍ່ບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ດ້ວຍຕົນເອງ.

V. ບັນຫາທາງວິຊາການທີ່ເປັນຫ່ວງທີ່ສຸດຕໍ່ວິສະວະກອນ (FAQ)

(ຄໍາຖາມຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນມາຈາກສິ່ງທ້າທາຍດ້ານວິຊາການທົ່ວໄປທີ່ພົບໂດຍວິສະວະກອນຂະບວນການຜະລິດ semiconductor ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial ຕົວຈິງ)

ຄໍາຖາມທີ 1: ຖ້າມີຝຸ່ນລະອອງເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງກະທັນຫັນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ epitaxial, ນອກເຫນືອຈາກການຮົ່ວໄຫລຂອງຫ້ອງ, ຄວນສືບສວນພື້ນທີ່ອື່ນໃດທີ່ມອງຂ້າມໄດ້ງ່າຍ?

A: ນີ້ແມ່ນໜຶ່ງໃນສະຖານະການທີ່ບໍ່ຄາດຄິດທີ່ທ້າທາຍທີ່ສຸດທີ່ວິສະວະກອນປະເຊີນໃນລະຫວ່າງການແລ່ນ wafer ປົກກະຕິ. ຫຼັງຈາກການຢືນຢັນວ່າຫ້ອງແມ່ນ airtight, ພວກເຮົາແນະນໍາໃຫ້ຈັດລໍາດັບຄວາມສໍາຄັນຂອງການສືບສວນສາມ "ມຸມທີ່ເຊື່ອງໄວ້":

1. ສະພາບພື້ນຜິວຂອງ graphite susceptor: ພື້ນທີ່ microcracks ຫຼືປອກເປືອກໃນການເຄືອບ SiC ສາມາດປ່ອຍອະນຸພາກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ. ຖ້າ susceptor ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍກວ່າ 1000 ແລ່ນ, ພວກເຮົາແນະນໍາໃຫ້ປ່ຽນມັນທັນທີສໍາລັບການທົດສອບ - ບັນຫາອະນຸພາກຈໍານວນຫຼາຍຫາຍໄປຫຼັງຈາກການປ່ຽນ susceptor ທີ່ມີການເຄືອບ intact.

2. ຄວາມກົດດັນໃນໄລຍະການປ່ຽນສາຍອາຍແກັສ: ໃນລະບົບ MOCVD, ຄວາມຜັນຜວນຂອງຄວາມກົດດັນໃນປັດຈຸຂອງການສະຫຼັບກ໊າຊແຫຼ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນທີ່ຈະແຍກອອກຈາກຝາຊັ້ນໃນຂອງທໍ່. ພວກເຮົາແນະນໍາໃຫ້ກວດເບິ່ງເສັ້ນໂຄ້ງການຕອບສະຫນອງຂອງຕົວຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນອັດຕະໂນມັດ (APC) ເພື່ອຢືນຢັນວ່າການ overshoot ຄວາມກົດດັນແມ່ນເກີດຂຶ້ນ.

3. ສິ່ງປົນເປື້ອນຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງສານຍ່ອຍ: ຖ້າມີຂີ້ຝຸ່ນ ຫຼື ສານພິດຕົກຄ້າງຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງສານຍ່ອຍກ່ອນທີ່ມັນຈະເຂົ້າສູ່ຫ້ອງ, ມັນອາດຈະ “ເຄື່ອນຍ້າຍ” ໄປສູ່ຊັ້ນ epitaxial ດ້ານໜ້າດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງ, ນີ້ແມ່ນບັນຫາທີ່ມັກເບິ່ງຂ້າມຫຼາຍທີ່ສຸດ.

ການແກ້ໄຂບັນຫາອະນຸພາກແມ່ນສໍາຄັນຂະບວນການຂອງ "ການກໍາຈັດ": ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍເຄື່ອງບໍລິໂພກທີ່ຖືກທົດແທນເລື້ອຍໆແລະຕິດຕາມບັນຫາເທື່ອລະກ້າວໄປສູ່ພາກສ່ວນທີ່ເລິກເຊິ່ງຂອງຫ້ອງ.

ຄໍາຖາມທີ 2: ໃນ SiC epitaxy, ປ່ອງຢ້ຽມຂະບວນການສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂັ້ນຕອນການໄຫຼແມ່ນແຄບແນວໃດ? ຄວາມທົນທານຕໍ່ກັບອຸນຫະພູມ ແລະຄວາມກົດດັນ deviations?

A: ຄໍາຖາມນີ້ສໍາຜັດກັບຫຼັກຂອງຂະບວນການ SiC epitaxy - ການຂະຫຍາຍຕົວການໄຫຼວຽນຂອງຂັ້ນຕອນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສາມເງື່ອນໄຂທີ່ຈະໄດ້ຮັບການຕອບສະຫນອງພ້ອມໆກັນພາຍໃນປ່ອງຢ້ຽມແຄບທີ່ສຸດ: ການເຄື່ອນຍ້າຍຫນ້າດິນທີ່ພຽງພໍ, ອຸປະສັກ nucleation ທີ່ເຫມາະສົມຢູ່ໃນຂອບຂັ້ນຕອນ, ແລະການສະກັດກັ້ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເກາະສາມມິຕິລະດັບ.

ອີງໃສ່ຂໍ້ມູນພາກປະຕິບັດຈາກສາຍການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່:

• ປ່ອງຢ້ຽມອຸນຫະພູມ: ໂດຍປົກກະຕິລະຫວ່າງ 1550°C ແລະ 1650°C, ມີປ່ອງຢ້ຽມປະສິດທິພາບປະມານ ±15°C. ຖ້າອຸນຫະພູມຕໍ່າເກີນໄປ, ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ (RMS) ຈະເສື່ອມໂຊມລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ; ຖ້າອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ, ປະກົດການລວມ polymorphic 3C-SiC.
• ປ່ອງຢ້ຽມຄວາມກົດດັນ: ໂດຍປົກກະຕິຄວບຄຸມລະຫວ່າງ 50 ແລະ 200 mbar, ມີປ່ອງຢ້ຽມທີ່ມີປະສິດທິພາບປະມານ ± 20 mbar. ຄວາມກົດດັນຫຼາຍເກີນໄປ → ຫຼຸດລົງຄວາມຍາວຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍຫນ້າດິນແລະຂັ້ນຕອນ coalescence; ຄວາມກົດດັນບໍ່ພຽງພໍ → ການຫຼຸດລົງ supersaturation vapor ແລະການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວ.

ໃນການປະຕິບັດດ້ານວິສະວະກໍາ, ວິສະວະກອນຂະບວນການສ່ວນໃຫຍ່ມັກແກ້ໄຂອຸນຫະພູມທໍາອິດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນປັບຄວາມກົດດັນເພື່ອຊອກຫາປ່ອງຢ້ຽມ - ເພາະວ່າຫ້ອງຕອບສະຫນອງໄວຕໍ່ການປ່ຽນແປງຄວາມກົດດັນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການສະແກນ DOE (ການອອກແບບຂອງການທົດລອງ) ຢ່າງໄວວາ.

Q3: ວົງຈອນການທົດແທນສໍາລັບ graphite susceptor ໃນອຸປະກອນ MOCVD ຖືກກໍານົດແນວໃດ? ມັນອີງໃສ່ຈໍານວນການແລ່ນຫຼືການກວດສອບສາຍຕາບໍ?

A: ບັນຫານີ້ກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບຄວາມດຸ່ນດ່ຽງລະຫວ່າງຜົນຜະລິດຂະບວນການແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດແລະເປັນຈຸດສໍາຄັນສໍາລັບທັງວິສະວະກອນສາຍການຜະລິດແລະຜູ້ຕັດສິນໃຈຈັດຊື້.

ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ມາດ​ຕະ​ຖານ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​ແມ່ນ​ເປັນ​ວິ​ທີ​ການ​ຄູ່​ສົມ​ທົບ "batch lifespan​" ແລະ "ການ​ກວດ​ກາ​ສາຍ​ຕາ​"​:

• Batch Lifespan: ຜູ້ສະຫນອງໃຫ້ອາຍຸການໃຫ້ບໍລິການທີ່ແນະນໍາ (ເຊັ່ນ: ຕົວອ່ອນທີ່ເຄືອບ SiC ຂອງ VETEK ໄດ້ຖືກແນະນໍາສໍາລັບຊຸດ Aixtron), ມາຈາກການທົດສອບຄວາມແກ່ທີ່ເລັ່ງໄວໂດຍອີງໃສ່ຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນຂອງການເຄືອບ. ເຖິງແມ່ນວ່າຮູບລັກສະນະປົກກະຕິ, ມັນແນະນໍາໃຫ້ປ່ຽນ susceptor ຕາມກໍານົດກ່ອນທີ່ຈະເຖິງການນັບ batch ນີ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວຢ່າງກະທັນຫັນ.

• ການກວດກາສາຍຕາ: ຫຼັງຈາກການປຸງແຕ່ງແຕ່ລະຊຸດ, ກວດເບິ່ງພື້ນຜິວທີ່ເຄືອບ SiC ສາຍຕາຫຼືກວດເບິ່ງມັນພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດ. ຖ້າ "ທຸງສີແດງ" ຕໍ່ໄປນີ້ປະກົດຂຶ້ນ, ການທົດແທນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະຕິບັດໃນທັນທີ - ຢ່າລໍຖ້າຈົນກ່ວາໃນຕອນທ້າຍຂອງອາຍຸການບໍລິການທີ່ແນະນໍາ: 

①ການປອກເປືອກຫຼືຮອຍແຕກຂອງສານເຄືອບທີ່ເຫັນໄດ້; 

② ແຜ່ນແພປ່ຽນສີທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ > 1 ມມ ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວ (ສະແດງເຖິງຄວາມເສຍຫາຍຂອງການເຄືອບ ແລະ ການຜຸພັງຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນກາຟໄລ); 

③ ການປ່ຽນແປງຄວາມຫນາຂອງທ້ອງຖິ່ນທີ່ເກີດຂື້ນໃນຊັ້ນ epitaxial, ສະຫນອງໃຫ້ວ່າປັດໃຈການແຜ່ກະຈາຍຂອງອາກາດໄດ້ຖືກປະຕິເສດ.

ການປະຕິບັດດ້ານວິສະວະກໍາທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງຢ່າງກວ້າງຂວາງແມ່ນກໍານົດຮອບວຽນການທົດແທນທີ່ 80% ຂອງອາຍຸການແນະນໍາຂອງຜູ້ສະຫນອງ, ໃນຂະນະທີ່ພ້ອມກັນສ້າງຖານຂໍ້ມູນອາຍຸ substrate ດ້ວຍການຖ່າຍຮູບແລະເກັບຮູບລັກສະນະຂອງແຕ່ລະຊຸດ - ວິທີນີ້ຫຼີກເວັ້ນການຂູດຂີ້ເຫຍື້ອກ່ອນໄວອັນຄວນ (ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດສິ່ງເສດເຫຼືອ) ແລະການຫຼີ້ນການພະນັນຈົນກ່ວາ furnace ສຸດທ້າຍ, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຂູດຂີ້ເຫຍື້ອ.

Q4: ເມື່ອ bow wafer epitaxial ຫຼື warp ເກີນຄວາມຈໍາເພາະ, ນີ້ແມ່ນຕົ້ນຕໍເນື່ອງຈາກ substrate ຫຼືຂະບວນການ epitaxial?

A: ນີ້ແມ່ນການໂຕ້ວາທີທີ່ຮ້ອນແຮງທີ່ສຸດ "ການກໍານົດຄວາມຮັບຜິດຊອບ" ບັນຫາໃນບັນດາວິສະວະກອນໃນລະຫວ່າງກອງປະຊຸມການວິເຄາະຜົນຜະລິດ. ຄໍາຕອບແມ່ນ - ທັງສອງປະກອບສ່ວນ, ແຕ່ນ້ໍາຫນັກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມລະບົບວັດສະດຸ:

ລຳດັບການແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ໜ້າສົນໃຈສຳລັບບັນຫາ warpage: ທຳອິດ, ໃຫ້ກວດສອບຂໍ້ມູນ warpage ຂາເຂົ້າຂອງ substrate (ບົດລາຍງານຂອງ Supplier Cpk) → ຈາກນັ້ນ, ໃຫ້ກວດເບິ່ງຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງອຸນຫະພູມຂອງ furnace epitaxial (ການປັບຄ່າ thermocouple) → ສຸດທ້າຍ, ປັບສູດຂະບວນການ.

VI. ສະຫຼຸບແລະຄໍາແນະນໍາການຄັດເລືອກ

ສະຫລຸບລວມແລ້ວ, ຊັ້ນຍ່ອຍເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ "ໂຄງກະດູກແລະບ່ອນລະບາຍຄວາມຮ້ອນ," ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນ epitaxial ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ "ສະຫມອງແລະກ້າມຊີ້ນ." ທັງສອງຢ່າງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້:

ຖ້າຫາກວ່າທ່ານກໍາລັງສຸມໃສ່ການ chip-logic ມາດຕະຖານທີ່ລະອຽດອ່ອນຫຼືອຸປະກອນແຍກງ່າຍດາຍ, ຄຸນນະພາບສູງ, ແຜ່ນຍ່ອຍຊິລິໂຄນຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນພຽງພໍກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງທ່ານ.

ຖ້າຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງທ່ານກ່ຽວຂ້ອງກັບການສື່ສານຄວາມຖີ່ສູງ, ການແປງໄຟແຮງດັນສູງ, ຫຼືການກວດສອບຄວາມອ່ອນໄຫວສູງ, wafers ທີ່ຜະລິດໂດຍໃຊ້ຂະບວນການ epitaxial ທີ່ຊັດເຈນແມ່ນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງທ່ານ.

ໃນອຸດສາຫະກໍາການຜະລິດ semiconductor ໃນມື້ນີ້, ເຊິ່ງສືບຕໍ່ດໍາເນີນການແກ້ໄຂ "ໄວ, ນ້ອຍກວ່າ, ແລະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍ", ເຕັກໂນໂລຢີ epitaxial ໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືຫຼັກສໍາລັບການທໍາລາຍຂໍ້ຈໍາກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງກົດຫມາຍ Moore.

ຕ້ອງການ wafers epitaxial ທີ່ກໍາຫນົດເອງສໍາລັບໂຄງການຂອງທ່ານຫຼືຕ້ອງການຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບທາງເລືອກການຄັດເລືອກ substrate ສະເພາະ?

[ຄລິກທີ່ນີ້ເພື່ອຕິດຕໍ່ພວກເຮົາ] ຫຼືໂທຫາ [+86-18069220752], ແລະວິສະວະກອນຂະບວນການຂອງພວກເຮົາຈະສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນດ້ານວິຊາການມືອາຊີບ.