Подложки
MEMS процессы
Переработка
Аксессуары
Ресурсы
Компания
Магазин
0.5 – 200μm Толщина эпи-слоя
±1% толщина, ±3% легирование Однородность (300mm)
0.01 – 1000 Ω·cm Диапазон удельного сопротивления
100 – 300mm Диаметры пластин
Закажите онлайн — просмотрите эту категорию в Магазин
Перейти в магазин

Что такое кремниевые эпитаксиальные пластины?

Кремниевые эпитаксиальные (эпи) пластины — это инженерные подложки, в которых монокристаллический слой кремния (эпи-слой) выращивается методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) на полированной кремниевой подложке. Определяющая особенность гомоэпитаксии состоит в том, что осаждаемая плёнка воспроизводит кристаллическую структуру нижележащей подложки, обеспечивая атомарное соответствие через границу раздела. В отличие от массивных пластин, где удельное сопротивление и легирование однородны по всей толщине, эпитаксиальные пластины разделяют электрические свойства активной области прибора (эпи-слоя) и механической несущей подложки, позволяя реализовать конструкции приборов, невозможные на одном лишь массивном кремнии.

GINECHIP поставляет эпитаксиальные пластины с заказными профилями легирования: однородным (постоянное удельное сопротивление по толщине эпи-слоя), градиентным (переход сопротивления между двумя целевыми значениями), многослойным (различные эпи-подслои с разным легированием) и структурами со скрытым слоем, где на границе подложка/эпи создаётся сильнолегированная область для вертикального сбора тока. Толщины от 0,5μm (сверхтонкие для передового CMOS) до 200μm (области дрейфа силовых приборов) изготавливаются на CVD-реакторах атмосферного или пониженного давления с жёсткой однородностью толщины ±1% и легирования ±3% по пластинам 300mm.

Каждая партия эпитаксиальных пластин аттестуется с помощью FTIR-картирования толщины, картирования удельного сопротивления ртутным зондом или четырёхзондовым методом, SRP (профилирование растекания сопротивления) для разрешённого по глубине профиля концентрации носителей, SIMS для подтверждения вида легирующей примеси и анализа кривой качания XRD для подтверждения монокристаллического качества эпитаксии. Полный CoA прилагается к каждой поставке от партнёрских производств, сертифицированных по ISO 9001:2015.

Архитектура поперечного сечения эпи-пластины

Эпитаксиальный слой кремния CVD монокристаллический Si | 0,5–200μm

Монокристаллический кремний приборного качества, выращенный методом CVD-эпитаксии. Заказное легирование (As/P/B), удельное сопротивление 0,01–1000 Ω·cm. Плотность дефектов < 0,5 дефектов упаковки/см² с атомарным соответствием границы раздела подложке.

Граница подложка/эпи Переход легирования | < 5% толщины эпи-слоя

Резкий или градиентный переход легирования между подложкой и эпи-слоем. Ширина перехода контролируется циклами продувки реактора и скоростью подъёма температуры. На этой границе при необходимости может быть сформирован скрытый слой (n⁺ или p⁺).

Кремниевая подложка Массивный Si CZ или FZ | 100–300mm

Полированная монокристаллическая кремниевая подложка, обеспечивающая механическую поддержку, а в вертикальных приборах — низкоомный путь тока к контакту на обратной стороне. Легирование подложки выбирается независимо от эпи-слоя.

Варианты профилей легирования эпи-слоя

Профиль легирования по эпитаксиальному слою — главный проектный параметр эпи-пластин, определяющий электрические характеристики приборов, изготавливаемых на этом слое. GINECHIP предлагает четыре конфигурации профиля легирования под ваши требования.

Наиболее распространённый

Однородное легирование

Постоянное удельное сопротивление по всей толщине эпи-слоя

Контроль удельного сопротивления ±3% (300mm)
Легирующие примеси As, P, B
Диапазон толщины 0.5–200μm
Оптимально для Power devices, CIS

Постоянный поток легирующей примеси при CVD-осаждении обеспечивает однородное удельное сопротивление. Это наиболее востребованный профиль для областей дрейфа силовых MOSFET, поглощающих слоёв CMOS-сенсоров и эпи-слоёв аналоговых ИС.

На заказ

Градиентное легирование

Переход удельного сопротивления между двумя целевыми значениями

Контроль градиента Linear or stepped
Зона перехода 1–10μm
Направление Increasing or decreasing
Оптимально для RF-биполярные, высоковольтные диоды

Поток легирующего газа наращивается во время осаждения для создания контролируемого градиента удельного сопротивления. Применяется в PIN-диодах для оптимизации профиля поля и в биполярных транзисторах для создания встроенного дрейфового поля, снижающего время пролёта базы.

Передовой

Многослойный

Два или более отдельных эпи-подслоя с разным легированием

Число слоёв 2–5 layers
Разрешение по слоям >0.5μm each
Граница раздела Abrupt or graded
Оптимально для Super-junction, IGBT

Последовательное осаждение со сменой легирующего газа между слоями позволяет формировать сложные вертикальные профили легирования. Необходимо для суперпереходных MOSFET с чередующимися n/p-столбами и IGBT с полеостанавливающими и буферными слоями.

Специальный

Скрытый слой

Сильнолегированная область на границе подложка/эпи

Уровень легирования 10¹⁸ – 10²⁰ cm⁻³
Глубина скрытого слоя At interface
Легирующие примеси As (n⁺), B (p⁺)
Оптимально для BiCMOS, RF bipolar

Скрытый подслой коллектора формируется высокодозной имплантацией или диффузией в подложку до эпитаксии, после чего выполняется заращивание эпи-слоем. Низкоомный скрытый слой служит контактом коллектора в вертикальных NPN-биполярных транзисторах для процессов BiCMOS и RF HBT.

Химия процесса CVD-эпитаксии

Кремниевая эпитаксия выполняется методом химического осаждения из газовой фазы, при котором кремнийсодержащий газ-прекурсор термически разлагается на поверхности пластины, осаждая атомы кремния, которые эпитаксиально упорядочиваются на решётке подложки. Выбор прекурсора определяет скорость осаждения, температурное окно и эффекты хлорной химии.

ПараметрСилан (SiH₄)Дихлорсилан (SiH₂Cl₂)Трихлорсилан (SiHCl₃)
Температура осаждения650–900°C1050–1150°C1100–1200°C
Режим давленияАтмосферное или пониженное (10–100 Torr)Атмосферное или пониженное (40–760 Torr)Атмосферное (760 Torr)
Скорость осаждения0.2–2 μm/min (lower T)0,5–3 μm/min (умеренная)1–5 μm/min (наивысшая)
Побочный продукт HClНетДа (2 HCl на каждый осаждённый Si)Да (3 HCl на каждый осаждённый Si)
Чувствительность к сдвигу рисункаВысокая (без Cl-травления)Умеренная (некоторое Cl-травление)Низкая (Cl-травление компенсирует)
Подавление автолегированияОграниченное (без связывания Cl)Хорошее (HCl травит поверхностные легирующие примеси)Отличное (высокое связывание Cl)
Встраивание легирующей примесиВысокая эффективность встраивания As/P/BУмеренная; управляется хлорной химиейНиже; сильная конкуренция Cl
Оптимально дляНизкотемпературная селективная эпитаксия, тонкие слои, SiGeУниверсальная эпитаксия, 100–200mmТолстая эпитаксия для силовых приборов, 150–200mm

Применения и рыночные сегменты

📷

CMOS Image Sensors (CIS)

High-resistivity p/p⁺ epitaxial wafers for backside-illuminated (BSI) CMOS image sensors. Thick, low-defect epi layers provide the photon absorption region with long carrier diffusion lengths and low dark current for high quantum efficiency.

⚡

Power MOSFETs & IGBTs

Thick n-type epi layers (10–150μm) on heavily-doped n⁺ substrates form the voltage-blocking drift region in vertical power MOSFETs, IGBTs, and super-junction devices. Epi resistivity directly determines breakdown voltage rating (BV<sub>DSS</sub>).

📡

BiCMOS & RF Bipolar

Buried-layer epitaxy for BiCMOS processes: n⁺ sub-collector buried layer followed by n-type epi for the collector region. Enables high-f<sub>T</sub> SiGe HBTs with f<sub>max</sub> exceeding 300 GHz for mmWave RF front-ends.

🔌

Discrete Diodes & Rectifiers

Epitaxial Si wafers for PIN diodes, Schottky rectifiers, Zener diodes, and TVS protection devices. Custom epi resistivity and thickness profiles optimize forward voltage, reverse recovery, and breakdown characteristics.

⚙️

MEMS on Epi

Epitaxial silicon as the structural layer in MEMS inertial sensors and pressure transducers. Epi-poly deposition on sacrificial oxide enables thick, low-stress polysilicon structural layers for surface micromachined accelerometers and gyroscopes.

🔬

Analog & Mixed-Signal ICs

High-resistivity epitaxial layers on low-resistivity substrates for analog ICs. The low-resistance substrate provides a solid ground plane while the high-resistivity epi reduces substrate coupling and crosstalk between analog blocks.

☢️

Radiation Detectors

Ultra-high-resistivity (>1 kΩ·cm) thick epitaxial wafers for silicon radiation detectors and particle physics sensors. Full depletion at moderate bias voltages enables high charge collection efficiency for X-ray, gamma, and charged-particle detection.

💾

Advanced Memory Devices

Epitaxial silicon for DRAM cell capacitors, 3D NAND channel material, and emerging memory technologies (RRAM, MRAM). Defect-free epi surfaces enable high-quality gate dielectric growth and low leakage.

Технические характеристики

ПараметрДоступный диапазон / значения
Epi Layer Thickness 0.5μm – 200μm (standard); ultra-thin 50nm on request
Thickness Uniformity ±1% within-wafer (Std Dev on 300mm); ±2% on 200mm
Doping Species Arsenic (n-type), Phosphorus (n-type), Boron (p-type)
Resistivity Range 0.01 – 1000 Ω·cm (custom doping; ±3% uniformity on 300mm)
Doping Profile Types Uniform, graded, multi-layer, buried layer (sub-collector)
Transition Width (sub/epi) < 5% of epi layer thickness (abrupt interface control)
Substrate Wafer Diameters 100mm (4″), 150mm (6″), 200mm (8″), 300mm (12″)
Substrate Orientations 〈100〉, 〈111〉, 〈110〉; off-cut to ±0.5° on request
Substrate Resistivity 0.001 – 10,000 Ω·cm (CZ or FZ; n-type or p-type)
Deposition Method CVD epitaxy (SiH₄, SiHCl₃, SiH₂Cl₂); atmospheric or reduced pressure
Epi Defect Density < 0.5 stacking faults/cm²; < 10 dislocations/cm² (Class 100 cleanroom)
Backside Treatment Polished, etched, or polysilicon back-seal for autodoping suppression

Метрология и обеспечение качества

Качество эпитаксиальных пластин подтверждается протоколом характеризации с использованием нескольких методов, охватывающим толщину, легирование, качество кристалла и качество поверхности. Каждая партия поставляется с полным сертификатом анализа.

FTIR-картирование толщины Метод инфракрасной спектроскопии отражения с преобразованием Фурье для бесконтактного измерения толщины эпи-слоя. Картирование по 9, 17 точкам или всей пластине с точностью ±0,5% на слоях от 0,5μm до 200μm. Отраслевой стандарт метрологии эпитаксиальной толщины.
SRP (профилирование растекания сопротивления) Разрешённый по глубине профиль концентрации носителей через эпи-слой и в подложку. Разрешает субмикронные особенности, включая скрытые слои, градиенты легирования и ширины переходов. Основной инструмент проверки профилей легирования в выращенном состоянии.
SIMS (вторичная ионная масс-спектрометрия) Количественное профилирование по глубине концентрации легирующих примесей (As, P, B, Sb) с пределами обнаружения до 1×10¹⁴ cm⁻³. Подтверждает вид примеси, концентрацию скрытого слоя и резкость перехода. Дополняет SRP для калибровки абсолютной концентрации.
Анализ кривой качания XRD Кривые качания рентгеновской дифракции высокого разрешения для проверки качества монокристаллической эпитаксии. FWHM отражения Si (004) < 20 arcsec подтверждает высокое совершенство кристалла. Обнаруживает деформацию эпи-слоя, мозаичное размытие и наклон решётки.
Инспекция поверхностных дефектов Автоматическая лазерно-сканирующая инспекция поверхности (KLA-Tencor Surfscan) на частицы, дефекты упаковки, холмики и линии скольжения. Плотность эпитаксиальных дефектов упаковки гарантирована < 0.5 cm⁻². Осаждение в чистой комнате класса 100.
Картирование удельного сопротивления четырёхзондовым методом Картирование поверхностного сопротивления по всей пластине с помощью DC-четырёхзондового метода. В сочетании с данными FTIR по толщине преобразуется в удельное сопротивление эпи-слоя. Карты по 49 или 81 точке подтверждают однородность сопротивления ±3% по пластине для 300mm эпи-пластин.

Готовы заказать эпитаксиальные пластины?

Укажите толщину эпи-слоя, удельное сопротивление (или концентрацию легирования), тип легирования, тип профиля (однородный/градиентный/многослойный/скрытый слой), диаметр и ориентацию подложки, а также количество — наши специалисты по эпитаксии предоставят подробное коммерческое предложение со спецификациями метрологии в течение 24 часов.

ISO 9001:2015 Соответствие SEMI M53 CVD Si-эпитаксия 100mm – 300mm