從襯底到外延片:半導(dǎo)體材料的層級關(guān)系與作用
在半導(dǎo)體CMP化學(xué)機械工藝中,通常提到襯底研磨拋光液和外延片研磨拋光液。那么襯底和外延片的區(qū)別在哪?吉致電子一文解答兩者區(qū)別:
半導(dǎo)體襯底(Substrate)和外延片(Epitaxial Wafer)是半導(dǎo)體制造中的兩種關(guān)鍵材料,它們的區(qū)別主要體現(xiàn)在定義、結(jié)構(gòu)、用途和制備工藝上
1. 定義與作用
襯底(Substrate)
是半導(dǎo)體器件的“基礎(chǔ)載體”,通常為單晶圓片(如硅、碳化硅、藍寶石等),提供機械支撐和晶體結(jié)構(gòu)模板。
功能:確保后續(xù)外延生長或器件加工的晶體結(jié)構(gòu)一致性。
外延片(Epitaxial Wafer)
是在襯底表面通過外延生長技術(shù)(如氣相外延、分子束外延)沉積的一層單晶薄膜。
功能:優(yōu)化電學(xué)性能(如純度、摻雜濃度),或?qū)崿F(xiàn)襯底無法直接提供的材料特性(如硅襯底上生長GaN)。
2. 結(jié)構(gòu)與組成
襯底:
單一材料,厚度較大(幾百微米),晶體質(zhì)量高但可能存在缺陷(如位錯)。
例如:硅襯底、GaAs襯底、SiC襯底。碳化硅襯底拋光液、硅片拋光液
外延片:
由“襯底+外延層”構(gòu)成,外延層厚度較?。{米到微米級),晶體結(jié)構(gòu)與襯底一致(同質(zhì)外延)或不同(異質(zhì)外延)。
例如:硅襯底上生長Si外延層(同質(zhì)),或藍寶石襯底上生長GaN(異質(zhì))。氮化鎵拋光液、藍寶石外延片研磨液
3. 制備工藝
襯底:
通過晶體生長(如直拉法、區(qū)熔法)、切割、拋光獲得。
外延片:
在襯底上通過化學(xué)氣相沉積(CVD)、分子束外延(MBE)等技術(shù)生長外延層,需精確控制溫度、氣體流速等參數(shù)。
4. 應(yīng)用場景
襯底:
直接用于制造簡單器件(如硅基MOSFET)。
作為外延生長的“種子層”。
外延片:
用于高性能器件:功率器件(SiC外延)、射頻器件(GaN-on-Si)、LED(藍寶石上GaN)等。
通過外延層調(diào)節(jié)能帶結(jié)構(gòu)、減少缺陷,提升器件效率。
5. 半導(dǎo)體襯底VS外延片區(qū)別總結(jié)
特性 | 襯底(substrate) | 外延片(Epitaxial Wafer) |
組成 | 單一材料 | 襯底+外延層 |
厚度 | 厚(數(shù)百微米) | 外延層?。{米-微米級) |
制備 | 晶體生長、切割 | 外延生長技術(shù)(CVD/MBE) |
主要用途 | 支撐、模板 | 優(yōu)化電學(xué)性能、異質(zhì)集成 |
6.吉致電子半導(dǎo)體襯底、外延片CMP研磨拋光解決方案
簡而言之,襯底是“地基”,外延片是“地基+精裝修”,后者通過外延層實現(xiàn)更復(fù)雜的器件需求。
半導(dǎo)體襯底和外延片是芯片制造的核心材料,直接影響器件的性能和可靠性。襯底作為基礎(chǔ)載體,提供機械支撐和晶體模板;而外延片通過精準的外延生長技術(shù)優(yōu)化電學(xué)特性,滿足高端半導(dǎo)體器件的需求。
在半導(dǎo)體制造過程中,無論是襯底制備還是外延層生長,化學(xué)機械拋光(CMP)都是關(guān)鍵工藝之一。吉致電子科技(JEEZ Electronics)專注于半導(dǎo)體CMP拋光耗材的研發(fā)與生產(chǎn),提供高性能的拋光液(Slurry)和拋光墊(Pad),確保晶圓表面達到納米級平整度,滿足先進制程的嚴苛要求。選擇吉致電子的CMP拋光解決方案,助力您的半導(dǎo)體制造工藝更高效、更精準!
無錫吉致電子科技有限公司
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