应用于半导体工业的硅外延炉发展历程

随着半导体产业的快速发展,传统的硅抛光片已不能完全满足半导体器件的需求。硅外延片具有质量高、电学性能优越的特点,在分立器件和IC领域已被广泛应用。硅外延片质量的不断提高有赖于外延生长工艺的改进,生长工艺的进步有得益于硅外延炉设计的改进。通过对各个时期出现的硅外延炉的主要技术特点进行讨论,回顾硅外延炉50年来的发展历程,为今后外延炉设计的发展提供参考借鉴。

硅外延材料制造过程中先进配套条件的研究

应用于半导体产业的硅外延材料,其制造工艺的发展迄今已将近50年。一方面,为了满足硅外延片从小尺寸向大尺寸发展以及材料均匀性要求的不断提高,其制造设备从多片式外延炉向单片式外延炉发展;另一方面,随着半导体元器件制造对硅外延片的质量如材料洁净度、生产稳定性等方面提出了更高的要求,硅外延材料制造过程中的配套条件也经历了一系列的发展,例如,气体纯化器、起泡器、气体流量补偿器等配套装置的应用,极大改善了硅外延片的质量。通过对气体纯化器、起泡器、气体流量补偿器原理进行介绍,阐述其与硅外延片质量改善的关系。

Applied Materials Centura系列单片式硅外延炉的先进性研究

随着半导体元器件制造要求的不断提高,对硅外延片的质量要求也不断提高。一方面,为了改善硅外延片的厚度和电阻率均匀性,硅外延炉从多片式逐步转向单片式发展;另一方面,硅外延片的尺寸从小尺寸(4英寸)向大尺寸(8英寸、12英寸)发展。鉴于面向大尺寸的单片式硅外延炉将是未来主导硅外延材料生长的主流设备,对Applied Materials Centura系列单片式硅外延炉的先进性进行分析,分别介绍其设备结构、工艺性能、产量效率等特点,进而提出一些可能需要改进的方向。