반도체 제조의 실리콘 에피택셜 층 및 기판

기판

반도체 제조 공정에서 실리콘 에피택셜 층과 기판은 중요한 역할을 하는 두 가지 기본 구성 요소입니다.기판주로 단결정 실리콘으로 만들어진 는 반도체 칩 제조의 기반이 됩니다. 이는 반도체 장치를 생산하기 위해 웨이퍼 제조 흐름에 직접 들어갈 수도 있고 에피택셜 웨이퍼를 생성하기 위해 에피택셜 기술을 통해 추가 처리될 수도 있습니다. 반도체 구조의 기초가 되는 “기반”으로서,기판구조적 완전성을 보장하여 파손이나 손상을 방지합니다. 또한 기판은 반도체 성능에 중요한 독특한 전기적, 광학적, 기계적 특성을 가지고 있습니다.

집적회로를 고층빌딩에 비유한다면,기판의심할 여지없이 안정적인 기반입니다. 지지 역할을 보장하기 위해 이러한 재료는 고순도 단결정 실리콘과 마찬가지로 결정 구조에서 높은 수준의 균일성을 나타내야 합니다. 순수함과 완벽함은 견고한 기반을 구축하는 데 기본입니다. 견고하고 신뢰할 수 있는 기반이 있어야만 상부 구조가 안정적이고 완벽할 수 있습니다. 쉽게 말하면 적당한 조건 없이기판, 안정적이고 성능이 좋은 반도체 장치를 구축하는 것은 불가능합니다.

에피택시

에피택시정밀하게 절단되고 연마된 단결정 기판 위에 새로운 단결정층을 정밀하게 성장시키는 공정을 말합니다. 이 새로운 층은 기판과 동일한 재료(균질 에피택시)일 수도 있고 다를 수도 있습니다(이종 에피택시). 새로운 결정층은 기판의 결정상의 확장을 엄격히 따르기 때문에 에피택셜층으로 알려져 있으며 일반적으로 마이크로미터 수준의 두께로 유지됩니다. 예를 들어 실리콘에서는에피택시, 성장은 특정 결정학적 방향에서 발생합니다.실리콘 단결정 기판, 방향은 일정하지만 전기 저항률과 두께가 다양하고 완벽한 격자 구조를 갖는 새로운 결정층을 형성합니다. 에피택셜 성장을 거친 기판을 에피택셜 웨이퍼라고 하며, 에피택셜 층은 장치 제조의 핵심 가치입니다.

에피택셜 웨이퍼의 가치는 재료의 독창적인 조합에 있습니다. 예를 들어, 얇은 층을 성장시킴으로써GaN 에피택시좀 더 저렴하게실리콘 웨이퍼, 1세대 반도체 소재를 기판으로 사용하면 상대적으로 저렴한 비용으로 3세대 반도체의 고성능 와이드 밴드갭 특성을 구현할 수 있다. 그러나 이종 에피택셜 구조는 플라스틱 베이스에 비계를 설치하는 것과 유사한 격자 불일치, 열 계수 불일치, 열 전도성 저하 등의 문제도 제시합니다. 온도가 변하면 다양한 재료가 서로 다른 속도로 팽창하고 수축하며, 실리콘의 열전도율은 이상적이지 않습니다.

동종의에피택시기판과 동일한 재질의 에피층을 성장시키는 공정은 제품의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 중요합니다. 재료는 동일하지만 에피택셜 처리는 기계적으로 연마된 웨이퍼에 비해 웨이퍼 표면의 순도와 균일성을 크게 향상시킵니다. 에피택시 표면은 더 매끄럽고 깨끗하며 미세 결함과 불순물이 크게 감소하고 전기 저항률이 더 균일하며 표면 입자, 층 결함 및 전위에 대한 더 정밀한 제어가 가능합니다. 따라서,에피택시제품 성능을 최적화할 뿐만 아니라 제품 안정성과 신뢰성도 보장합니다.**

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