材料認(rèn)識(shí)-硅拋光片和外延片

前言

硅片按照產(chǎn)品工藝進(jìn)行分類，主要可分為硅拋光片、外延片和SOI硅片。

上期我們已經(jīng)介紹SOI硅片，本期關(guān)注硅拋光片和外延片。

硅拋光片

硅拋光片又稱硅單晶拋光片，單晶硅錠經(jīng)過(guò)切割、研磨和拋光處理后得到拋光片，是單面或者雙面被拋光成原子級(jí)平坦度的硅片。

硅拋光片按照摻雜程度不同分為輕摻硅拋光片和重?fù)焦钂伖馄?，摻雜元素的摻入量越大，導(dǎo)電性越強(qiáng)，硅拋光片的電阻率越低。

輕摻硅拋光片廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的制造，如CPU、GPU、MCU等，只少部分用作硅外延片的襯底材料，市場(chǎng)占比約 74%。重?fù)?/strong>硅拋光片一般用作硅外延片的襯底材料，主要用于制作功率器件。市場(chǎng)占比約 26%。

硅外延片

硅拋光片經(jīng)過(guò)外延生長(zhǎng)形成外延片。外延是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方式在拋光面上生長(zhǎng)一層或多層具有特定摻雜類型、電阻率、厚度和晶格結(jié)構(gòu)的新硅單晶層，即外延片=襯底+外延層。

外延生長(zhǎng)的新單晶層既可與襯底材質(zhì)相同（同質(zhì)外延），也可不同（異質(zhì)外延）。外延層厚度通常控制在幾微米范圍內(nèi)。

外延技術(shù)可以減少硅片中因晶體生長(zhǎng)產(chǎn)生的缺陷，具有更低的缺陷密度和氧含量。外延片通常在低電阻率的硅襯底上外延生長(zhǎng)一層高電阻率的外延層，應(yīng)用于二極管、IGBT等功率器件的制造，在工業(yè)電子、汽車電子等領(lǐng)域廣泛使用。

隨著半導(dǎo)體制造工藝的進(jìn)步，外延片應(yīng)用增加，占比逐漸上升，28nm以上的制程都需要使用外延技術(shù)，未來(lái)外延片將占據(jù)主流。

拋光片與外延片的劃片要點(diǎn)

不管是同質(zhì)外延還是異質(zhì)外延，其意義在于進(jìn)一步提升產(chǎn)品靈活性，并取得更好的穩(wěn)定性和可靠性。經(jīng)過(guò)過(guò)外延處理，拋光片表面的材料純度和均勻度得以顯著提升。相比機(jī)械拋光的拋光片，外延片表面更為平整、潔凈，微缺陷和雜質(zhì)大幅減少，電阻率更加均勻，對(duì)表面顆粒、層錯(cuò)、位錯(cuò)等缺陷的控制也更加精確。

在劃切兩種類型硅片時(shí)，要注意不同結(jié)構(gòu)材料的品質(zhì)表現(xiàn)。具體劃切方案歡迎咨詢西斯特科技。