Вирощування додаткового шару атомів кремнію на підкладці кремнієвої пластини має кілька переваг:
У кремнієвих процесах CMOS епітаксійне зростання (EPI) на підкладці пластини є критичним етапом процесу.
1、Покращення якості кришталю
Початкові дефекти підкладки та забруднення: під час виробничого процесу підкладка пластини може мати певні дефекти та домішки. Зростання епітаксійного шару може створити високоякісний монокристалічний шар кремнію з низькими концентраціями дефектів і домішок на підкладці, що є вирішальним для подальшого виготовлення пристрою.
Однорідна кристалічна структура: епітаксійне зростання забезпечує більш однорідну кристалічну структуру, зменшуючи вплив меж зерен і дефектів у матеріалі підкладки, тим самим покращуючи загальну якість кристалів пластини.
2、поліпшення електричних характеристик.
Оптимізація характеристик пристрою: завдяки вирощуванню епітаксійного шару на підкладці можна точно контролювати концентрацію легування та тип кремнію, оптимізуючи електричні характеристики пристрою. Наприклад, легування епітаксійного шару можна точно регулювати для контролю порогової напруги MOSFET та інших електричних параметрів.
Зменшення струму витоку: високоякісний епітаксійний шар має меншу щільність дефектів, що допомагає зменшити струм витоку в пристроях, тим самим підвищуючи продуктивність і надійність пристрою.
3、поліпшення електричних характеристик.
Зменшення розміру функцій: у менших вузлах процесу (таких як 7 нм, 5 нм) розмір функцій пристроїв продовжує зменшуватися, вимагаючи більш витончених і високоякісних матеріалів. Технологія епітаксіального зростання може задовольнити ці вимоги, підтримуючи виробництво високопродуктивних інтегральних схем високої щільності.
Підвищення напруги пробою: Епітаксійні шари можуть бути розроблені з більшою напругою пробою, що є критичним для виробництва потужних і високовольтних пристроїв. Наприклад, у силових пристроях епітаксійні шари можуть покращити напругу пробою пристрою, збільшуючи безпечний робочий діапазон.
4、Сумісність процесів і багатошарові структури
Багатошарові структури: технологія епітаксійного росту дозволяє вирощувати багатошарові структури на підкладках, причому різні шари мають різну концентрацію легування та типи. Це дуже корисно для виготовлення складних пристроїв CMOS і забезпечення тривимірної інтеграції.
Сумісність: процес епітаксійного нарощування дуже сумісний із існуючими виробничими процесами CMOS, що дозволяє легко інтегрувати його в поточні виробничі процеси без необхідності значних модифікацій технологічних ліній.
Резюме: Застосування епітаксійного росту в кремнієвих процесах CMOS головним чином спрямоване на підвищення якості кристалів пластин, оптимізацію електричних характеристик пристрою, підтримку розширених вузлів процесу та задоволення вимог високопродуктивного виробництва інтегральних схем з високою щільністю. Технологія епітаксіального росту дозволяє точно контролювати легування матеріалу та структуру, покращуючи загальну продуктивність і надійність пристроїв.
Час публікації: 16 жовтня 2024 р