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)。

隐埋层,简称埋层,是隐埋在硅片体内的高掺杂低电阻区。埋层在制作集成电路之前预先“埋置”在晶片体内。一般双极型集成电路中需要增添隐埋层。在半导体内,多数载流子和少数载流子两种极性的载流子(空穴和电子)都参与有源元件的导电,如通常的NPN或PNP双极型晶体管。以这类晶体管为基础的单片集成电路,称为双极型集成电路。双极型集成电路添置隐埋层:双极型集成电路中晶体管的集电极,必须从底层向上引出连接点,因而增加了集电极串连电阻,这不利于电路性能。为了减小集电极串连电阻,制作晶体管时在集电极下边先扩散一层隐埋层,为集电极提供电流低阻通道和减小集电极的串联电阻。


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