Продукти, свързани с епитаксиални пластини

Епитаксиалните продукти се използват в четири области. CMOS комплементарният металооксиден полупроводник поддържа водещи процеси, които изискват малки размери на устройството. CMOS продуктите са най-голямата област на приложение за епитаксиални пластини и се използват от производителите на интегрални схеми за невъзстановими процеси на устройства, включително микропроцесори и логически чипове, както и флаш памет и DRAM (динамична памет с произволен достъп) за приложения с памет. Дискретните полупроводници се използват за производство на компоненти, които изискват прецизни Si характеристики. Категорията "екзотични" полупроводници включва някои специални продукти, които изискват не-Si материали, много от които изискват комбинирани полупроводникови материали да бъдат включени в епитаксиалния слой. Полупроводниците със скрит слой използват силно легирани области в компоненти на биполярни транзистори за физическа изолация, която също се отлага по време на епитаксиална обработка.
Епитаксиалните пластини представляват 1/3 от 200 mm пластини. През 2000 г. CMOS за логически устройства, включително скритите слоеве, представляват 69% от всички епитаксиални пластини, DRAM представляват 11%, а дискретните устройства представляват 20%. До 2005 г. CMOS логиката ще представлява 55%, DRAM – 30%, а дискретните устройства – 15%.
Динамика на пазара
Тенденцията за увеличаване на използването на CMOS epiwafers се появи от средата на {{0}} години. По време на „срива“ на полупроводниците между 1997 г. и 1998 г. компаниите за IC използваха по-добре „реалното“ състояние на Si повърхността според „плана“ на процеса на устройството (минимална степен на намаляване на ширината на линията). Бързият растеж на безжичните и интернет приложения доведе до 200 mm и 300 mm процеси на пластини до 0,18 μm и по-малки размери, много от които са включени в сложни едночипови/системи върху чип. За постигане на изискваната производителност на устройството и целите за разход, епиваферите са по-добри от полираните вафли, тъй като епиваферите имат ниска плътност на дефекти, добра производителност на примеси, добри електрически свойства (като ефект на блокиране) и са лесни за производство. Epiwafers позволяват на производителите на устройства естествено да преминат от 200 mm пластини към 300 mm пластини, без да се налага да променят дизайна, спестявайки време и инвестиции.
Тъй като процесът се фокусира върху епипластините, пазарът съответно увеличи предлагането на епипластини за CMOS устройства. Преди 1996 г. цената на епивафлите беше значително по-висока от тази на полираните вафли, което възпрепятстваше използването им като суровина за IC. В отговор на недостига на вафли през 90-те години на миналия век, производителите на Si вафли разшириха производствения си капацитет, но това беше засегнато от индустриалната депресия между 1996 и 1998 г.: свръхпредлагането доведе до рязък спад в цените на Si, 50% спад в {{5} } години. Резкият спад в приходите, съчетан с трудността при намаляване на производствените разходи, принуди производителите на пластини да намалят плановете за разширяване, да отложат 300-милиметровите процеси и да намалят инвестициите в научноизследователска и развойна дейност, за да намалят разходите. През 1996 г. производителите на вафли са инвестирали 55% от приходите си в разширяване на производствения капацитет, но до 2000 г. това е паднало до по-малко от 10%.
Този пазарен натиск накара производителите на пластини да намалят цената на епитаксиалните пластини, карайки много производители на IC да преминат към 150 mm и 200 mm епитаксиални пластини, което им позволи да се възползват от предимствата на "съотношението цена/производителност", показани от епитаксиалните пластини. През 2000 г. цената на епитаксиалните пластини с диаметър 200 mm беше с 20% до 30% по-висока от тази на полирани пластини със същия диаметър, докато в средата-1990 на епитаксиалните пластини беше 50% по-висока.
Въпреки че пазарът на интегрални схеми се разраства стабилно през последните две години, производственият капацитет на производителите на вафли не се поддържа и вафлите са в недостиг. Следващото поколение от 200 mm и 300 mm PW изисква нови процеси на растеж, което значително ще намали добива и производството. Развитието на IC и процесите на устройството (минимално намаляване на ширината на линията, плътност на дефектите, примеси и естествени кристални частици, проблеми с COP) са несъвместими с липсата на евтини пластини в действителност, така че изборът между полирани пластини и епитаксиални пластини е на дневен ред. Алтернативите на полираните пластини включват пластини, закалени в H2 и Ar атмосфери, като и двете са ефективни по отношение на разходите, повторяемостта на производството и производителността на продукта. Епитаксиалните вафли изискват големи партиди кристали за обработка, което позволява на производителите на вафли да разширят съществуващия производствен капацитет на субстрата с малка или никаква нужда от добавяне на допълнително оборудване. (Toshiba Ceramics Shin-Etsu Semiconductor, MEMC Electronic Materials, Wacker Siltronic и др.) Производителите на пластини предложиха няколко нови епитаксиални процеса за решаване на проблемите с COP и примесите, като същевременно се стремят да намалят разходите и да увеличат производството.