半导体行业中衬底 外延片 晶圆片 分别是什么关系?

半导体行业中衬底 外延片 晶圆片 分别是什么关系?,第1张

衬底与外延晶圆片的关系:

晶圆制备包括衬底制备和外延工艺两大环节。 

衬底(substrate)是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片,衬底可以直接进入晶圆制造环节生产半导体器件,也可以进行外延工艺加工生产外延片。 

外延(epitaxy)是指在单晶衬底上生长一层新单晶的过程,新单晶可以与衬底为同一材料,也可以是不同材料。

外延是半导体工艺当中的一种。在bipolar工艺中,硅片最底层是P型衬底硅(有的加点埋层);然后在衬底上生长一层单晶硅,这层单晶硅称为外延层。

再后来在外延层上注入基区、发射区等等。最后基本形成纵向NPN管结构:外延层在其中是集电区,外延上面有基区和发射区。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。因有些厂只做外延之后的工艺生产,所以他们买别人做好外延工艺的外延片来接着做后续工艺。

产品简介:

半导体制造商主要用抛光Si片(PW)和外延Si片作为IC的原材料。20世纪80年代早期开始使用外延片,它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

历史上,外延片是由Si片制造商生产并自用,在IC中用量不大,它需要在单晶Si片表面上沉积一薄的单晶Si层。一般外延层的厚度为2~20μm,而衬底Si厚度为610μm(150mm直径片和725μm(200mm片)。

关系:晶圆和半导体衬底可以定义不同,也能是同一个材料只是功能不同,价格差距大。

晶圆是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。

晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达0.99999999999。

性能参数

硅晶圆和硅太阳能电池分别是半导体材料和半导体器件的典型代表。半导体特性参数衡量和表征材料及其器件的性能。由于载流子是半导体材料及器件的功能载体,载流子移动形成电流及电场,同时载流子具有发光、热辐射等特性,因此载流子参数是表征半导体材料及器件载流子输运特性的基础,即载流子参数是硅晶圆和硅太阳能电池特性参数的重要组成部分。

一些复杂结构的半导体,正常情况下不好长成单晶,那是由于其没有很好的附着点,也不能成核,不能凭白提供成核动力啊.更不用说长晶了.例如,冰雹的形成,有条件了,没有灰尘小颗粒不能凝结成核的,也不能形成冰雹. 雪花也类似.所以长晶需要衬底,需要相应的晶格匹配,需要成核点.需要衬底是必须的,但是关键是选择什么的衬底,那才是工艺重要环节之一.


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