外延片
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)。 外延沉积既可(同时)一次加工多片,也可加工单片。单片反应器可生产出质量最好的外延层(厚度、电阻率均匀性好、缺陷少);这种外延片用于150mm“前沿”产品和所有重要200 mm产品的生产。 外延产品 外延产品应用于4个方面,CMOS(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor),互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。)互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。CMOS产品是外延片的最大应用领域,并被IC制造商用于不可恢复器件工艺,包括微处理器和逻辑芯片以及存储器应用方面的闪速存储器和DRAM(动态随机存取存储器)。分立半导体用于制造要求具有精密Si特性的元件。“奇异”(exotic)半导体类包含一些特种产品,它们要用非Si材料,其中许多要用化合物半导体材料并入外延层中。掩埋层半导体利用双极晶体管元件内重掺杂区进行物理隔离,这也是在外延加工中沉积的。 目前,200 mm晶片中,外延片占1/3。2000年,包括掩埋层在内,用于逻辑器件的CMOS占所有外延片的69%,DRAM占11%,分立器件占20%。到2005年,CMOS逻辑将占55%,DRAM占30%,分立器件占15%。 市场动力 上世纪90年代中期,CMOS外延片用量增加的趋势已经出现。1997~1998年间,半导体“滑坡”,IC公司按器件工艺“蓝图”(最小线宽缩小速率)更好利用Si表面“现实”状态。无线和因特网应用的急剧增长,推动200mm和300mm晶片工艺向0.18μm及更小尺寸方面发展,其中许多(器件)并入了复杂的单芯片/一个芯片上的系统。为达到所需器件性能和成本率目标,外延片优于抛光片,因为外延片的缺陷密度低、吸杂性能好,电学性能(如锁存效应)也好,且易于制造。外延片让器件制造商很自然地由200mm晶片过渡到300mm