Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ επιταξίας και καρδιαγγειακής νόσου

Στη διαδικασία εναπόθεσης λεπτής μεμβράνης της κατασκευής τσιπ, συχνά αναφέρονται δύο τεχνολογίες μαζί, ωστόσο είναι θεμελιωδώς διαφορετικές - η επίταση και η χημική εναπόθεση ατμών. Είναι σαν ξαδέρφια, που ανήκουν και τα δύο στην οικογένεια της «ατμοποίησης», αλλά με ξεχωριστά χαρακτηριστικά και δυνάμεις. Μερικές φορές, είναι σαφώς ξεχωριστά. άλλες φορές, μπορούν να μεταμορφωθούν το ένα στο άλλο και να συνυπάρχουν κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες.

I. Θεμελιώδης διαφορά: Το ένα είναι η αντιγραφή, το άλλο είναι το γκράφιτι

Η χημική εναπόθεση ατμών (CVD) είναι η πιο κοινή μέθοδος εναπόθεσης λεπτής μεμβράνης. Η αρχή του είναι απλή: ένα αέριο που περιέχει το στοιχείο στόχο εισάγεται σε ένα θάλαμο αντίδρασης, όπου λαμβάνει χώρα μια χημική αντίδραση στη θερμαινόμενη επιφάνεια του πλακιδίου, δημιουργώντας ένα στερεό λεπτό φιλμ. Τα φιλμ που δημιουργούνται από CVD μπορεί να είναι πολυκρυσταλλικά, άμορφα ή μονοκρυσταλλικά, ανάλογα με τις συνθήκες της διαδικασίας. Είναι σαν να ζωγραφίζεις έναν τοίχο - ανεξάρτητα από την κρυσταλλική δομή του τοίχου, το χρώμα απλώς στερεοποιείται σε μεμβράνη. Το διοξείδιο του πυριτίου που εναποτίθεται σε CVD, το νιτρίδιο του πυριτίου, το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο κ.λπ., δεν έχουν αυστηρές απαιτήσεις αντιστοίχισης πλέγματος με το υπόστρωμα.

Ο επιτάφιος, από την άλλη, είναι ένας «ευγενής κλάδος» στην οικογένεια των CVD. Οι απαιτήσεις του είναι πολύ πιο αυστηρές: το εναποτιθέμενο φιλμ πρέπει να έχει την ίδια κρυσταλλική δομή και προσανατολισμό με το υπόστρωμα, με τα άτομα να «αναπτύσσονται» στρώμα-στρώμα για να αναπαράγουν τέλεια τη διάταξη του πλέγματος του υποστρώματος. Η επιταξία είναι σαν να χρησιμοποιείτε το ίδιο πρότυπο για να αντιγράψετε τούβλα—ο νεόκτιστος τοίχος πρέπει να ευθυγραμμίζει τέλεια τους αρμούς από τούβλα του παλιού τοίχου. Τα επιταξιακά στρώματα είναι τυπικά μονοκρυσταλλικό πυρίτιο, πυρίτιο γερμανίου, καρβίδιο του πυριτίου κ.λπ., που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή βασικών δομών όπως η ενεργή περιοχή και οι ετεροενώσεις τρανζίστορ.

Με απλά λόγια, όλες οι επιτάξεις είναι CVD, αλλά δεν είναι όλες οι CVD επιτάξεις. Το Epitaxy είναι ένας τρόπος "αναδιπλασιασμού μονού κρυστάλλου" της καρδιαγγειακής νόσου που επιτυγχάνεται υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

II. Διαφορές στις συνθήκες διεργασίας

Το CVD έχει ένα πολύ ευρύ παράθυρο διαδικασίας. Οι θερμοκρασίες μπορεί να κυμαίνονται από τη θερμοκρασία δωματίου έως χιλιάδες βαθμούς Κελσίου, οι πιέσεις από την ατμοσφαιρική πίεση έως μερικά Pascals και οι τύποι αερίων είναι εξαιρετικά διαφορετικοί. Οποιαδήποτε διαδικασία που επιτρέπει σε ένα αέριο να αντιδράσει και να σχηματίσει ένα στερεό λεπτό φιλμ μπορεί να ονομαστεί CVD. Το CVD με ενίσχυση πλάσματος μπορεί να εναποθέτει νιτρίδιο του πυριτίου στους 300-400°C, CVD χαμηλής πίεσης στους 600-700°C και CVD ατμοσφαιρικής πίεσης σε θερμοκρασίες πάνω από 900°C, εναποθέτοντας διοξείδιο του πυριτίου. Το CVD δεν έχει σχεδόν καμία απαίτηση για το υπόστρωμα - πυρίτιο, γυαλί, μέταλλα και ακόμη και πλαστικά (υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας) μπορούν όλα να εναποτεθούν.

Ο επιτάφιος, από την άλλη, έχει ένα πολύ στενότερο παράθυρο διαδικασίας. Για να αναπτυχθεί ένα τέλειο στρώμα μονοκρυστάλλου, πρέπει να πληρούνται τρεις αυστηρές προϋποθέσεις.

Πρώτον, το υπόστρωμα πρέπει να είναι μονοκρύσταλλο. Το επιταξιακό στρώμα είναι μια συνέχεια του κρυσταλλικού πλέγματος του υποστρώματος. εάν το ίδιο το υπόστρωμα είναι πολυκρυσταλλικό ή άμορφο, δεν μπορεί να αναπτυχθεί ένα μονοκρυσταλλικό επιταξιακό στρώμα.

Δεύτερον, η θερμοκρασία πρέπει να είναι αρκετά υψηλή. Για επιταξία πυριτίου, η θερμοκρασία είναι τυπικά 1000-1200°C. για επιταξία καρβιδίου του πυριτίου, η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει ακόμη και τους 1500-1600°C. Η υψηλή θερμοκρασία παρέχει επαρκή επιφανειακή κινητικότητα για τα προσροφημένα άτομα, επιτρέποντάς τους να βρουν τις σωστές θέσεις τους στο κρυσταλλικό πλέγμα.

Τρίτον, ο ρυθμός ανάπτυξης πρέπει να είναι αργός. Ένας υπερβολικά γρήγορος ρυθμός θα έκανε τα άτομα να μην έχουν αρκετό χρόνο για να «παραταχτούν», με αποτέλεσμα πολυκρυσταλλικές δομές ή ελαττώματα. Οι τυπικοί ρυθμοί ανάπτυξης για την επιταξία πυριτίου είναι 0,1-1 μικρόμετρα ανά λεπτό, ενώ η εναπόθεση CVD πολυκρυσταλλικού πυριτίου μπορεί εύκολα να φτάσει τα 10 μικρόμετρα ανά λεπτό.

Επιπλέον, η επιταξία απαιτεί εξαιρετικά υψηλή καθαριότητα του θαλάμου. οποιοδήποτε άτομο ακαθαρσίας μπορεί να γίνει κέντρο ελαττώματος, θέτοντας σε κίνδυνο την ακεραιότητα του μονού κρυστάλλου.

III. Διαμετατροπή

Υπό ορισμένες προϋποθέσεις, η επιταξία και η CVD μπορούν να αλληλομετατραπούν.

Από CVD σε Epitaxy: Εάν το υπόστρωμα είναι μονοκρυσταλλικό πυρίτιο και η θερμοκρασία εναπόθεσης είναι αρκετά υψηλή και ο ρυθμός ανάπτυξης είναι αρκετά αργός, η διαδικασία CVD, η οποία κανονικά θα παράγει πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, μπορεί να μετατραπεί σε μονοκρυσταλλική επιταξία. Για παράδειγμα, η εναπόθεση με σιλάνιο κάτω από τους 900°C αποδίδει πολυκρυσταλλικό πυρίτιο. Η αύξηση της θερμοκρασίας στους 1050°C με ταυτόχρονη μείωση της μερικής πίεσης του σιλανίου επιτρέπει την ανάπτυξη ενός μονοκρυσταλλικού επιταξιακού στρώματος σε ένα υπόστρωμα μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Αυτή είναι η θεμελιώδης αρχή της επιταξιακής ανάπτυξης — αυξάνοντας τον ρυθμό διάχυσης της επιφάνειας, τα άτομα έχουν την ευκαιρία να «βρίσκουν» θέσεις πλέγματος.

Από την επιταξία στην καρδιαγγειακή νόσο: Εάν η θερμοκρασία δεν είναι αρκετά υψηλή ή ο ρυθμός ανάπτυξης είναι πολύ γρήγορος, η επιταξιακή διαδικασία θα «εκφυλιστεί» σε πολυκρυσταλλική ή άμορφη εναπόθεση. Για παράδειγμα, η προσπάθεια επιταξιακής ανάπτυξης πυριτίου σε χαμηλές θερμοκρασίες μπορεί να οδηγήσει σε άμορφο πυρίτιο. η επιταξία σε υψηλούς ρυθμούς μπορεί να εισάγει πολυκρυσταλλικά συστατικά. Στη βιομηχανία, αυτή η "αποδόμηση" χρησιμοποιείται μερικές φορές σκόπιμα για την ανάπτυξη λεπτών μεμβρανών πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Για παράδειγμα, στην πλήρωση τάφρων, ένα στρώμα άμορφου πυριτίου εναποτίθεται πρώτα σε χαμηλή θερμοκρασία ως ρυθμιστικό διάλυμα και στη συνέχεια ανόπτεται σε υψηλή θερμοκρασία για να κρυσταλλώσει.

IV. Συνύπαρξη και Συμβίωση

Σε προηγμένες διαδικασίες κατασκευής, η επιταξία και η καρδιαγγειακή νόσος συχνά συνυπάρχουν στον ίδιο εξοπλισμό, και μάλιστα συνεργάζονται στο ίδιο στάδιο της διαδικασίας.

Η επιλεκτική επιταξία είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα. Στις διαδικασίες ανύψωσης πηγής-αποχέτευσης, το επιταξιακό πυρίτιο πρέπει να αναπτυχθεί επιλεκτικά σε εκτεθειμένες περιοχές μονοκρυσταλλικού πυριτίου, ενώ τίποτα δεν αναπτύσσεται σε περιοχές απομόνωσης διοξειδίου του πυριτίου ή νιτριδίου του πυριτίου. Αυτή η διαδικασία είναι στην πραγματικότητα ένας «ανταγωνισμός» μεταξύ επιταξίας και CVD—στην επιφάνεια του μονοκρυσταλλικού πυριτίου, τα άτομα μπορούν να μεταναστεύσουν γρήγορα και να βρουν θέσεις πλέγματος για να σχηματίσουν ένα επιταξιακό στρώμα. σε μονωτικές επιφάνειες, η ατομική πυρήνωση είναι αργή και το τελικό εναποτιθέμενο πολυκρυσταλλικό ή άμορφο υλικό μπορεί να απομακρυνθεί επιλεκτικά.

Συνεχής εναπόθεση Επιτάξεως και Πολυκρυσταλλικού: Στην κατασκευή 3D NAND, μερικές φορές είναι απαραίτητο πρώτα να αναπτυχθεί επιταξιακά μονοκρυσταλλικό πυρίτιο ως στρώμα σπόρων και στη συνέχεια να μεταβείτε σε λειτουργία CVD για να εναποθέσετε πολυκρυσταλλικό πυρίτιο για να γεμίσετε τα ορύγματα. Ο ίδιος επιταξιακός εξοπλισμός μπορεί ελεύθερα να εναλλάσσεται μεταξύ μονοκρυσταλλικής και πολυκρυσταλλικής λειτουργίας ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία και την αναλογία αερίου.

Epitaxy + Deposition σε Τεχνολογία Τεντωμένου Πυριτίου: Το πυρίτιο γερμανίου αναπτύσσεται επιταξιακά στις περιοχές πηγής και αποστράγγισης του PMOS, και ένα επίθεμα πίεσης νιτριδίου του πυριτίου εναποτίθεται ταυτόχρονα σε αυτό. Τα δύο συνεργάζονται για να εισάγουν τη θλιπτική τάση του καναλιού και να βελτιώσουν την κινητικότητα των οπών.

V. Συμπέρασμα

Το Epitaxy και το CVD αντιπροσωπεύουν δύο ξεχωριστές προσεγγίσεις: η μία, η επιδίωξη της «τέλειας αναπαραγωγής σε ατομικό επίπεδο» και η άλλη, ο πραγματισμός του «αποδοτικού σχηματισμού φιλμ». Μοιράζονται τις θεμελιώδεις αρχές των χημικών αντιδράσεων σε αέρια φάση, αλλά αποκλίνουν σημαντικά ως προς την ποιότητα των κρυστάλλων, το παράθυρο θερμοκρασίας και τον ρυθμό ανάπτυξης. Με τη ρύθμιση της θερμοκρασίας και του ρυθμού, μπορούν να μετατραπούν μεταξύ τους. μέσω του έξυπνου σχεδιασμού διεργασιών, μπορούν να συνυπάρχουν σε μία μόνο συσκευή και να λειτουργούν στην ίδια διαδικασία. Αυτή η αρμονική συνεργασία μεταξύ αυτών των δύο ξαδέρφων είναι που επιτρέπει στα τσιπ να διαθέτουν τέλεια μονοκρυστάλλινα κανάλια και πυκνές πολυκρυσταλλικές πύλες και μονωτικά διηλεκτρικά στρώματα, υποστηρίζοντας το υπέροχο οικοδόμημα δισεκατομμυρίων τρανζίστορ που συνεργάζονται.

Το Semicorex προσφέρει υψηλή ποιότηταΠροϊόντα επίστρωσης CVD. Εάν έχετε οποιαδήποτε απορία ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Τηλέφωνο επικοινωνίας +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com