Выращивание дополнительного слоя атомов кремния на кремниевой пластине-подложке имеет ряд преимуществ:
В процессах производства кремниевых КМОП эпитаксиальный рост (ЭПИ) на подложке пластины является критически важным этапом процесса.
1. Улучшение качества кристаллов
Первоначальные дефекты подложки и примеси: В процессе производства подложка пластины может иметь определенные дефекты и примеси. Рост эпитаксиального слоя может производить высококачественный монокристаллический кремниевый слой с низкой концентрацией дефектов и примесей на подложке, что имеет решающее значение для последующего изготовления устройств.
Однородная кристаллическая структура: эпитаксиальный рост обеспечивает более однородную кристаллическую структуру, уменьшая влияние границ зерен и дефектов в материале подложки, тем самым улучшая общее качество кристаллов пластины.
2. Улучшение электрических характеристик.
Оптимизация характеристик устройства: Выращивая эпитаксиальный слой на подложке, можно точно контролировать концентрацию легирования и тип 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. Улучшение электрических характеристик.
Уменьшение размера элемента: В более мелких узлах процесса (таких как 7 нм, 5 нм) размер элемента устройств продолжает уменьшаться, требуя более утонченных и высококачественных материалов. Технология эпитаксиального роста может удовлетворить эти требования, поддерживая производство высокопроизводительных и высокоплотных интегральных схем.
Повышение пробивного напряжения: Эпитаксиальные слои могут быть спроектированы с более высокими пробивными напряжениями, что имеет решающее значение для производства мощных и высоковольтных устройств. Например, в силовых устройствах эпитаксиальные слои могут улучшить пробивное напряжение устройства, увеличивая безопасный рабочий диапазон.
4. Совместимость процессов и многослойные структуры
Многослойные структуры: Технология эпитаксиального роста позволяет выращивать многослойные структуры на подложках, при этом разные слои имеют различные концентрации и типы легирования. Это очень полезно для производства сложных КМОП-устройств и обеспечивает трехмерную 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.
Резюме: Применение эпитаксиального роста в процессах производства кремния КМОП в первую очередь направлено на повышение качества кристаллов пластин, оптимизацию электрических характеристик устройств, поддержку передовых узлов процесса и удовлетворение требований высокопроизводительного и высокоплотного производства интегральных схем. Технология эпитаксиального роста позволяет точно контролировать легирование и структуру материала, улучшая общую производительность и надежность устройств.
Время публикации: 16 октября 2024 г.