Вирощування додаткового шару атомів кремнію на кремнієвій підкладці має кілька переваг:
У кремнієвих КМОП-процесах епітаксіальне зростання (EPI) на підкладці пластини є критичним етапом процесу.
1. Покращення якості кристалів
Початкові дефекти та домішки підкладки: Під час виробничого процесу підкладка пластини може мати певні дефекти та домішки. Зростання епітаксіального шару може призвести до отримання високоякісного монокристалічного шару кремнію з низькою концентрацією дефектів та домішок на підкладці, що має вирішальне значення для подальшого виготовлення пристроїв.
Однорідна кристалічна структура: Епітаксіальне зростання забезпечує більш однорідну кристалічну структуру, зменшуючи вплив меж зерен та дефектів у матеріалі підкладки, тим самим покращуючи загальну якість кристалів пластини.
2. покращити електричні характеристики.
Оптимізація характеристик пристрою: шляхом вирощування епітаксіального шару на підкладці можна точно контролювати концентрацію легування та тип кремнію, оптимізуючи електричні характеристики пристрою. Наприклад, легування епітаксіального шару можна точно регулювати для контролю порогової напруги MOSFET та інших електричних параметрів.
Зменшення струму витоку: Високоякісний епітаксіальний шар має нижчу щільність дефектів, що допомагає зменшити струм витоку в пристроях, тим самим покращуючи їх продуктивність та надійність.
3. покращення електричних характеристик.
Зменшення розміру елементів: У менших технологічних вузлах (таких як 7 нм, 5 нм) розмір елементів пристроїв продовжує зменшуватися, що вимагає більш досконалих та високоякісних матеріалів. Технологія епітаксіального вирощування може задовольнити ці вимоги, підтримуючи виробництво високопродуктивних та високощільних інтегральних схем.
Підвищення напруги пробою: Епітаксіальні шари можуть бути розроблені з вищими напругами пробою, що є критично важливим для виробництва потужних та високовольтних пристроїв. Наприклад, у силових пристроях епітаксіальні шари можуть покращити напругу пробою пристрою, збільшуючи безпечний робочий діапазон.
4. Сумісність процесів та багатошарові структури
Багатошарові структури: Технологія епітаксіального росту дозволяє вирощувати багатошарові структури на підкладках, причому різні шари мають різну концентрацію та типи легуючих домішок. Це дуже корисно для виготовлення складних КМОП-пристроїв та забезпечення тривимірної інтеграції.
Сумісність: Процес епітаксіального вирощування дуже сумісний з існуючими виробничими процесами CMOS, що дозволяє легко інтегрувати його в поточні виробничі процеси без необхідності значних модифікацій технологічних ліній.
Короткий зміст: Застосування епітаксіального росту в кремнієвих процесах CMOS, головним чином, спрямоване на покращення якості кристалічних пластин, оптимізацію електричних характеристик пристроїв, підтримку передових технологічних вузлів та задоволення вимог виробництва високопродуктивних і високощільних інтегральних схем. Технологія епітаксіального росту дозволяє точно контролювати легування та структуру матеріалу, покращуючи загальну продуктивність та надійність пристроїв.
Час публікації: 16 жовтня 2024 р.