Выращивание дополнительного слоя атомов кремния на подложке из кремниевой пластины имеет ряд преимуществ:
В процессах производства кремниевых КМОП-структур критическим этапом процесса является эпитаксиальный рост (ЭПИ) на подложке пластины.
1. Улучшение качества кристаллов
Дефекты и примеси на исходной подложке: В процессе производства подложка может содержать дефекты и примеси. Рост эпитаксиального слоя позволяет получить высококачественный монокристаллический кремниевый слой с низкой концентрацией дефектов и примесей на подложке, что критически важно для последующего изготовления устройств.
Однородная кристаллическая структура: эпитаксиальный рост обеспечивает более однородную кристаллическую структуру, снижая влияние границ зерен и дефектов в материале подложки, тем самым улучшая общее качество кристалла пластины.
2.Улучшить электрические характеристики.
Оптимизация характеристик устройства: Выращивая эпитаксиальный слой на подложке, можно точно контролировать концентрацию и тип легирования кремния, оптимизируя электрические характеристики устройства. Например, легирование эпитаксиального слоя можно точно регулировать для управления пороговым напряжением МОП-транзисторов и другими электрическими параметрами.
Уменьшение тока утечки: высококачественный эпитаксиальный слой имеет меньшую плотность дефектов, что помогает уменьшить ток утечки в устройствах, тем самым повышая производительность и надежность устройств.
3.Улучшить электрические характеристики.
Уменьшение размера элементов: В более мелких технологических процессах (например, 7 нм, 5 нм) размер элементов устройств продолжает уменьшаться, что требует более изысканных и высококачественных материалов. Технология эпитаксиального роста может удовлетворить эти требования, обеспечивая производство высокопроизводительных и высокоплотных интегральных схем.
Повышение пробивного напряжения: эпитаксиальные слои могут быть разработаны с более высоким пробивным напряжением, что критически важно для производства мощных и высоковольтных устройств. Например, в силовых устройствах эпитаксиальные слои могут повысить пробивное напряжение устройства, расширяя диапазон его безопасной работы.
4. Совместимость процессов и многослойные структуры
Многослойные структуры: Технология эпитаксиального роста позволяет выращивать многослойные структуры на подложках, где разные слои имеют различную концентрацию и тип легирования. Это чрезвычайно важно для производства сложных КМОП-устройств и обеспечивает трёхмерную интеграцию.
Совместимость: Процесс эпитаксиального роста в высокой степени совместим с существующими процессами производства КМОП, что позволяет легко интегрировать его в текущие производственные процессы без необходимости внесения существенных изменений в технологические линии.
Краткое описание: Применение эпитаксиального роста в КМОП-технологиях производства кремния направлено, прежде всего, на повышение качества кристаллов пластин, оптимизацию электрических характеристик устройств, поддержку современных технологических узлов и удовлетворение требований высокопроизводительного и высокоплотного производства интегральных схем. Технология эпитаксиального роста позволяет точно контролировать легирование и структуру материала, повышая общую производительность и надежность устройств.
Время публикации: 16 октября 2024 г.