Отглеждането на допълнителен слой силициеви атоми върху силициева подложка има няколко предимства:
В CMOS силициевите процеси, епитаксиалният растеж (EPI) върху подложката на пластината е критична стъпка от процеса.
1. Подобряване на качеството на кристалите
Първоначални дефекти и примеси в субстрата: По време на производствения процес, подложката на пластината може да има определени дефекти и примеси. Развитието на епитаксиалния слой може да доведе до висококачествен монокристален силициев слой с ниски концентрации на дефекти и примеси върху субстрата, което е от решаващо значение за последващото производство на устройството.
Равномерна кристална структура: Епитаксиалният растеж осигурява по-равномерна кристална структура, намалявайки влиянието на границите на зърната и дефектите в материала на субстрата, като по този начин подобрява цялостното кристално качество на пластината.
2, подобряване на електрическите характеристики.
Оптимизиране на характеристиките на устройството: Чрез отглеждане на епитаксиален слой върху субстрата, концентрацията на легиране и видът на силиция могат да бъдат прецизно контролирани, оптимизирайки електрическите характеристики на устройството. Например, легирането на епитаксиалния слой може да бъде фино регулирано, за да се контролира праговото напрежение на MOSFET транзисторите и други електрически параметри.
Намаляване на тока на утечка: Висококачественият епитаксиален слой има по-ниска плътност на дефектите, което спомага за намаляване на тока на утечка в устройствата, като по този начин подобрява производителността и надеждността на устройството.
3, подобряване на електрическите характеристики.
Намаляване на размера на характеристиките: В по-малките технологични възли (като 7nm, 5nm), размерът на характеристиките на устройствата продължава да се свива, което изисква по-рафинирани и висококачествени материали. Технологията за епитаксиален растеж може да отговори на тези изисквания, поддържайки производството на високопроизводителни интегрални схеми с висока плътност.
Повишаване на пробното напрежение: Епитаксиалните слоеве могат да бъдат проектирани с по-високи пробни напрежения, което е критично за производството на устройства с висока мощност и високо напрежение. Например, в силовите устройства епитаксиалните слоеве могат да подобрят пробното напрежение на устройството, увеличавайки безопасния работен диапазон.
4. Съвместимост на процесите и многослойни структури
Многослойни структури: Технологията за епитаксиален растеж позволява растежа на многослойни структури върху субстрати, като различните слоеве имат различни концентрации и видове легиращи вещества. Това е изключително полезно за производството на сложни CMOS устройства и позволява триизмерна интеграция.
Съвместимост: Процесът на епитаксиален растеж е силно съвместим със съществуващите CMOS производствени процеси, което го прави лесно интегрирано в настоящите производствени работни потоци, без да са необходими значителни модификации на технологичните линии.
Резюме: Приложението на епитаксиален растеж в CMOS силициевите процеси има за цел основно да подобри качеството на кристалните пластини, да оптимизира електрическите характеристики на устройствата, да поддържа усъвършенствани технологични възли и да отговори на изискванията за производство на високопроизводителни интегрални схеми с висока плътност. Технологията за епитаксиален растеж позволява прецизен контрол на легирането и структурата на материала, подобрявайки цялостната производителност и надеждност на устройствата.
Време на публикуване: 16 октомври 2024 г.