محصولات مرتبط با ویفر اپیتاکسیال

محصولات اپیتاکسیال در چهار زمینه استفاده می شود. نیمه هادی اکسید فلزی مکمل CMOS از فرآیندهای پیشرو که به اندازه دستگاه های کوچک نیاز دارند پشتیبانی می کند. محصولات CMOS بزرگترین منطقه کاربردی برای ویفرهای اپیتاکسیال هستند و توسط سازندگان IC برای فرآیندهای دستگاه غیر قابل بازیابی، از جمله ریزپردازنده ها و تراشه های منطقی، و همچنین حافظه فلش و DRAM (حافظه دسترسی تصادفی پویا) برای برنامه های حافظه استفاده می شوند. نیمه هادی های گسسته برای تولید قطعاتی که به ویژگی های دقیق Si نیاز دارند استفاده می شود. رده نیمه هادی های عجیب و غریب شامل برخی از محصولات خاص است که به مواد غیر Si نیاز دارند، که بسیاری از آنها به مواد نیمه هادی مرکب نیاز دارند تا در لایه همپایی گنجانده شوند. نیمه هادی های لایه مدفون از نواحی به شدت دوپ شده در اجزای ترانزیستور دوقطبی برای جداسازی فیزیکی استفاده می کنند که در طی پردازش همپایه نیز رسوب می کند.
ویفرهای اپیتاکسیال 1/3 از ویفرهای 200 میلی متری را تشکیل می دهند. در سال 2000، CMOS برای دستگاه‌های منطقی، از جمله لایه‌های مدفون، 69 درصد از کل ویفرهای همبسته، DRAM 11 درصد و دستگاه‌های گسسته 20 درصد را به خود اختصاص دادند. تا سال 2005، منطق CMOS 55 درصد، DRAM 30 درصد و دستگاه های گسسته 15 درصد را به خود اختصاص خواهند داد.
پویایی بازار
روند افزایش استفاده از epiwafers CMOS از اواسط{0}} ظهور کرده است. در طی "رکود" نیمه هادی بین سال های 1997 و 1998، شرکت های آی سی از وضعیت "واقعی" سطح Si مطابق با فرآیند دستگاه "طرح" (حداقل نرخ کاهش عرض خط) استفاده بهتری کردند. رشد سریع برنامه‌های بی‌سیم و اینترنت، فرآیندهای ویفر 200 میلی‌متری و 300 میلی‌متری را به 0.18 میکرومتر و اندازه‌های کوچک‌تر سوق داده است، که بسیاری از آنها در سیستم‌های تک تراشه/پیچیده روی یک تراشه گنجانده شده‌اند. برای دستیابی به عملکرد مورد نیاز دستگاه و اهداف نرخ هزینه، اپی ویفرها نسبت به ویفرهای صیقلی برتری دارند زیرا اپی ویفرها دارای چگالی عیب کم، عملکرد جذب ناخالصی خوب، خواص الکتریکی خوب (مانند اثر چفت شدن) هستند و ساخت آنها آسان است. Epiwafers به ​​سازندگان دستگاه اجازه می دهد تا به طور طبیعی از ویفرهای 200 میلی متری به ویفرهای 300 میلی متری بدون نیاز به تغییر طراحی، صرفه جویی در زمان و سرمایه گذاری کنند.
از آنجایی که این فرآیند بر روی اپی ویفرها متمرکز می شود، بازار نیز عرضه اپی ویفر را برای دستگاه های CMOS افزایش داده است. قبل از سال 1996، قیمت اپی ویفرها به طور قابل توجهی بالاتر از ویفرهای صیقلی بود که مانع استفاده از آن به عنوان ماده اولیه آی سی شد. در پاسخ به کمبود ویفر در دهه 1990، تولیدکنندگان ویفر سی ظرفیت تولید خود را افزایش دادند، اما این امر توسط رکود صنعتی بین سال‌های 1996 و 1998 ضربه خورد: عرضه بیش از حد منجر به کاهش شدید قیمت سی، کاهش 50 درصدی در {{5} } سال. کاهش شدید درآمد، همراه با مشکل در کاهش هزینه‌های تولید، تولیدکنندگان ویفر را مجبور به کاهش برنامه‌های توسعه، به تعویق انداختن فرآیندهای 300 میلی‌متری و کاهش سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه برای کاهش هزینه‌ها کرد. در سال 1996، تولیدکنندگان ویفر 55 درصد از درآمد خود را برای توسعه ظرفیت تولید سرمایه گذاری کردند، اما در سال 2000، این میزان به کمتر از 10 درصد کاهش یافت.
این فشارهای بازار باعث شد تا تولیدکنندگان ویفر قیمت ویفرهای اپیتاکسیال را کاهش دهند و باعث شد که بسیاری از تولیدکنندگان آی سی به سمت ویفرهای اپیتاکسیال 150 میلی متری و 200 میلی متری روی بیاورند که به آنها اجازه می دهد از مزایای "نسبت هزینه املاک به عملکرد" ​​که توسط ویفرهای اپیتاکسیال نمایش داده می شود بهره مند شوند. در سال 2000، قیمت ویفرهای اپیتاکسیال با قطر 200 میلی‌متر 20 تا 30 درصد بیشتر از ویفرهای صیقلی با همان قطر بود، در حالی که در اواسط{6}} ویفرهای اپیتاکسیال 50 درصد بیشتر بود.
اگرچه بازار آی سی در دو سال گذشته به طور پیوسته رشد کرده است، اما ظرفیت تولید ویفرهای تولیدکنندگان ادامه پیدا نکرده است و ویفرها با کمبود مواجه هستند. نسل بعدی 200 میلی‌متر و 300 میلی‌متر PW نیازمند فرآیندهای رشد جدیدی است که باعث کاهش بسیار زیاد عملکرد و کاهش تولید خواهد شد. توسعه فرآیند IC و دستگاه (حداقل کاهش عرض خط، تراکم نقص، ناخالصی و ذرات بومی کریستال، مسائل COP) با عدم وجود ویفرهای ارزان قیمت در واقعیت ناسازگار است، بنابراین انتخاب بین ویفرهای صیقلی و ویفرهای اپیتاکسیال در دستور کار قرار دارد. جایگزین‌های ویفرهای صیقلی شامل ویفرهای بازپخت شده در اتمسفر H2 و Ar است که هر دو از نظر هزینه، تکرارپذیری تولید و عملکرد محصول موثر هستند. ویفرهای اپیتاکسیال به دسته‌های بزرگی از کریستال‌ها برای پردازش نیاز دارند، که به تولیدکنندگان ویفر اجازه می‌دهد ظرفیت تولید بستر موجود را بدون نیاز به اضافه کردن تجهیزات اضافی افزایش دهند. (Toshiba Ceramics Shin-Etsu Semiconductor، MEMC Electronic Materials، Wacker Siltronic، و غیره) تولیدکنندگان ویفر چندین فرآیند جدید همپایی را برای حل مشکلات COP و ناخالصی پیشنهاد کرده اند و در عین حال در تلاش برای کاهش هزینه ها و افزایش تولید هستند.