Productos relacionados con Oblea epitaxial

Los productos epitaxiales se utilizan en cuatro áreas. El semiconductor complementario de óxido metálico CMOS admite procesos de vanguardia que requieren dispositivos de tamaño pequeño. Los productos CMOS son el área de aplicación más grande para obleas epitaxiales y los fabricantes de circuitos integrados los utilizan para procesos de dispositivos no recuperables, incluidos microprocesadores y chips lógicos, así como memoria flash y DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio) para aplicaciones de memoria. Los semiconductores discretos se utilizan para fabricar componentes que requieren características precisas de Si. La categoría de semiconductores "exóticos" incluye algunos productos especiales que requieren materiales distintos del Si, muchos de los cuales requieren que se incorporen materiales semiconductores compuestos en la capa epitaxial. Los semiconductores de capa enterrada utilizan regiones fuertemente dopadas en componentes de transistores bipolares para el aislamiento físico, que también se deposita durante el procesamiento epitaxial.
Las obleas epitaxiales representan 1/3 de las obleas de 200 mm. En 2000, los CMOS para dispositivos lógicos, incluidas las capas enterradas, representaban el 69% de todas las obleas epitaxiales, la DRAM el 11% y los dispositivos discretos el 20%. En 2005, la lógica CMOS representará el 55%, la DRAM el 30% y los dispositivos discretos el 15%.
Dinámica del mercado
La tendencia a aumentar el uso de epiwafers CMOS ha surgido desde mediados de la década de 1950. Durante la "caída" de los semiconductores entre 1997 y 1998, las empresas de circuitos integrados hicieron un mejor uso del estado "real" de la superficie de Si de acuerdo con el "plan" del proceso del dispositivo (tasa mínima de reducción del ancho de línea). El rápido crecimiento de las aplicaciones inalámbricas y de Internet ha impulsado los procesos de obleas de 200 mm y 300 mm a tamaños de 0,18 μm y menores, muchos de los cuales se incorporan en sistemas complejos de un solo chip en un chip. Para lograr los objetivos de rendimiento del dispositivo y tasa de costo requeridos, las epiwafers son superiores a las pulidas porque tienen una baja densidad de defectos, un buen rendimiento de captación de impurezas, buenas propiedades eléctricas (como el efecto de bloqueo) y son fáciles de fabricar. Las obleas Epiwafer permiten a los fabricantes de dispositivos realizar una transición natural de obleas de 200 mm a obleas de 300 mm sin tener que cambiar el diseño, lo que ahorra tiempo e inversión.
Como el proceso tiende a centrarse en epiwafers, el mercado ha aumentado correspondientemente la oferta de epiwafers para dispositivos CMOS. Antes de 1996, el precio de las epiwafers era significativamente más alto que el de las obleas pulidas, lo que dificultaba su uso como materia prima para circuitos integrados. En respuesta a la escasez de obleas en la década de 1990, los fabricantes de obleas de Si ampliaron su capacidad de producción, pero ésta se vio afectada por la depresión industrial entre 1996 y 1998: el exceso de oferta provocó una fuerte caída de los precios del Si, una caída del 50% en {{5} } años. La fuerte caída de los ingresos, junto con la dificultad para reducir los costos de producción, obligó a los fabricantes de obleas a reducir los planes de expansión, posponer los procesos de 300 mm y reducir la inversión en I+D para reducir los costos. En 1996, los fabricantes de obleas invirtieron el 55% de sus ingresos en ampliar la capacidad de producción, pero en 2000, esa cifra había caído a menos del 10%.
Estas presiones del mercado hicieron que los fabricantes de obleas redujeran el precio de las obleas epitaxiales, lo que provocó que muchos fabricantes de circuitos integrados cambiaran a obleas epitaxiales de 150 mm y 200 mm, lo que les permitió beneficiarse de las ventajas de la "relación costo/rendimiento de propiedad" que mostraban las obleas epitaxiales. En 2000, el precio de las obleas epitaxiales de 200 mm de diámetro era entre un 20% y un 30% más alto que el de las obleas pulidas del mismo diámetro, mientras que a mediados de la década de 1990, las obleas epitaxiales eran un 50% más altas.
Aunque el mercado de circuitos integrados ha crecido de manera constante durante los últimos dos años, la capacidad de producción de los fabricantes de obleas no se ha mantenido al ritmo y las obleas son escasas. La próxima generación de PW de 200 mm y 300 mm requiere nuevos procesos de crecimiento, que reducirán en gran medida el rendimiento y la producción. El desarrollo de procesos de dispositivos y circuitos integrados (reducción mínima del ancho de línea, densidad de defectos, impurezas y partículas nativas del cristal, problemas de COP) son inconsistentes con la falta de obleas de bajo costo en la realidad, por lo que la elección entre obleas pulidas y obleas epitaxiales está en la agenda. Las alternativas a las obleas pulidas incluyen obleas recocidas en atmósferas de H2 y Ar, las cuales son efectivas en términos de costo, repetibilidad de fabricación y rendimiento del producto. Las obleas epitaxiales requieren grandes lotes de cristales para su procesamiento, lo que permite a los fabricantes de obleas ampliar la capacidad de producción de sustratos existente con poca o ninguna necesidad de agregar equipos adicionales. (Toshiba Ceramics Shin-Etsu Semiconductor, MEMC Electronic Materials, Wacker Siltronic, etc.) Los fabricantes de obleas han propuesto varios procesos epitaxiales nuevos para resolver los problemas de COP y de impurezas mientras se esfuerzan por reducir costos y aumentar la producción.