Epitaksiyel levha ile ilgili ürünler

Epitaksiyel ürünler dört alanda kullanılmaktadır. CMOS tamamlayıcı metal oksit yarı iletken, küçük cihaz boyutları gerektiren son teknoloji işlemleri destekler. CMOS ürünleri, epitaksiyel levhalar için en büyük uygulama alanıdır ve IC üreticileri tarafından mikroişlemciler ve mantık yongaları dahil kurtarılamayan cihaz işlemlerinin yanı sıra bellek uygulamaları için flash bellek ve DRAM (dinamik rastgele erişim belleği) için kullanılır. Kesin Si özellikleri gerektiren bileşenlerin üretiminde ayrık yarı iletkenler kullanılır. "Egzotik" yarı iletken kategorisi, Si olmayan malzemeler gerektiren bazı özel ürünleri içerir; bunların çoğu, epitaksiyel katmana dahil edilecek bileşik yarı iletken malzemeler gerektirir. Gömülü katmanlı yarı iletkenler, epitaksiyel işlem sırasında da biriken fiziksel izolasyon için bipolar transistör bileşenlerinde yoğun katkılı bölgeler kullanır.
Epitaksiyel levhalar 200 mm levhaların 1/3'ünü oluşturur. 2000 yılında, gömülü katmanlar da dahil olmak üzere mantık cihazları için CMOS, tüm epitaksiyel levhaların %69'unu, DRAM %11'ini ve ayrık cihazlar %20'sini oluşturuyordu. 2005 yılına gelindiğinde CMOS mantığı %55'e, DRAM %30'a ve ayrı cihazlar %15'e karşılık gelecek.
Pazar dinamikleri
CMOS epiwafer'ların kullanımını artırma eğilimi {{0}}'ların ortasından beri ortaya çıktı. 1997 ile 1998 arasındaki yarı iletken "çöküşü" sırasında IC şirketleri, cihaz prosesi "planı"na (minimum çizgi genişliği azaltma oranı) göre Si yüzeyinin "gerçek" durumunu daha iyi kullandılar. Kablosuz ve İnternet uygulamalarının hızlı büyümesi, 200 mm ve 300 mm yonga levha işlemlerini 0,18 μm ve daha küçük boyutlara taşımıştır; bunların çoğu, bir yonga üzerindeki karmaşık tek yonga/sistemlere dahil edilmiştir. Gerekli cihaz performansına ve maliyet oranı hedeflerine ulaşmak için, epiwafer'ler cilalı gofretlerden daha üstündür çünkü epiwafer'ler düşük kusur yoğunluğuna, iyi yabancı madde toplama performansına, iyi elektriksel özelliklere (mandallama etkisi gibi) sahiptir ve üretimi kolaydır. Epiwafer'lar, cihaz üreticilerinin tasarımı değiştirmeye gerek kalmadan 200 mm'lik wafer'lardan 300 mm'lik wafer'lara doğal olarak geçiş yapmalarına olanak tanıyarak zamandan ve yatırımdan tasarruf sağlar.
Süreç epiwafer'lara odaklanma eğiliminde olduğundan, pazar da buna paralel olarak CMOS cihazları için epiwafer arzını artırdı. 1996'dan önce, epiwafer'lerin fiyatı cilalı wafer'lardan önemli ölçüde daha yüksekti ve bu da onun IC hammaddesi olarak kullanımını engelliyordu. 1990'lardaki levha kıtlığına tepki olarak Si levha üreticileri üretim kapasitelerini genişlettiler, ancak 1996 ile 1998 arasındaki endüstriyel kriz bu durumu olumsuz etkiledi: fazla arz Si fiyatlarında keskin bir düşüşe, {{5}'de %50'lik bir düşüşe neden oldu. } yıl. Gelirlerdeki keskin düşüş, üretim maliyetlerini azaltma zorluğuyla birleştiğinde, levha üreticilerini genişleme planlarını geri çekmeye, 300 mm'lik süreçleri ertelemeye ve maliyetleri azaltmak için Ar-Ge yatırımlarını azaltmaya zorladı. 1996 yılında gofret üreticileri gelirlerinin %55'ini üretim kapasitesini artırmaya yatırdılar, ancak 2000 yılına gelindiğinde bu oran %10'un altına düştü.
Bu pazar baskıları, levha üreticilerinin epitaksiyel levhaların fiyatını düşürmesine neden oldu ve birçok IC üreticisinin 150 mm ve 200 mm epitaksiyel levhalara geçmesine neden oldu, bu da onların epitaksiyel levhaların sergilediği "özellik maliyet/performans oranı" avantajlarından yararlanmalarına olanak sağladı. 2000 yılında, 200 mm çaplı epitaksiyel levhaların fiyatı aynı çaptaki cilalı levhalara göre %20 ila %30 daha yüksekti; ortalarda ise epitaksiyel levhalar %50 daha yüksekti.
IC pazarı son iki yılda istikrarlı bir şekilde büyümesine rağmen, levha üreticilerinin üretim kapasitesi aynı seviyede değil ve levha arzı yetersiz. Yeni nesil 200 mm ve 300 mm PW, verimi büyük ölçüde azaltacak ve üretimi azaltacak yeni büyüme süreçleri gerektiriyor. IC ve cihaz prosesi geliştirme (minimum hat genişliği azaltma, kusur yoğunluğu, safsızlık ve kristal doğal parçacıklar, COP sorunları), gerçekte düşük maliyetli levhaların eksikliği ile tutarsızdır, bu nedenle cilalı levhalar ve epitaksiyel levhalar arasındaki seçim gündemdedir. Cilalı gofretlere alternatif olarak H2 ve Ar atmosferlerinde tavlanmış gofretler yer alır ve her ikisi de maliyet, üretim tekrarlanabilirliği ve ürün performansı açısından etkilidir. Epitaksiyel levhaların işlenmesi için büyük miktarlarda kristaller gerekir; bu da levha üreticilerinin mevcut alt tabaka üretim kapasitesini çok az veya hiç ek ekipman eklemeye gerek kalmadan genişletmesine olanak tanır. (Toshiba Ceramics Shin-Etsu Semiconductor, MEMC Electronic Materials, Wacker Siltronic, vb.) Gofret üreticileri, maliyetleri düşürmeye ve üretimi artırmaya çalışırken COP ve safsızlık sorunlarını çözmek için birkaç yeni epitaksiyel süreç önerdiler.