At dyrke et ekstra lag siliciumatomer på et siliciumwafersubstrat har flere fordele:
I CMOS-siliciumprocesser er epitaksial vækst (EPI) på wafersubstratet et kritisk procestrin.
1, Forbedring af krystalkvalitet
Indledende substratfejl og urenheder: Under fremstillingsprocessen kan wafersubstratet have visse defekter og urenheder. Væksten af det epitaksiale lag kan producere et monokrystallinsk siliciumlag af høj kvalitet med lave koncentrationer af defekter og urenheder på substratet, hvilket er afgørende for den efterfølgende fremstilling af enheden.
Ensartet krystalstruktur: Epitaksial vækst sikrer en mere ensartet krystalstruktur, hvilket reducerer påvirkningen af korngrænser og defekter i substratmaterialet og forbedrer derved den overordnede krystalkvalitet af waferen.
2, forbedre den elektriske ydeevne.
Optimering af enhedens egenskaber: Ved at dyrke et epitaksielt lag på substratet kan dopingkoncentrationen og typen af silicium kontrolleres præcist, hvilket optimerer enhedens elektriske ydeevne. For eksempel kan dopingen af det epitaksiale lag finjusteres for at styre tærskelspændingen for MOSFET'er og andre elektriske parametre.
Reduktion af lækstrøm: Et epitaksielt lag af høj kvalitet har en lavere defekttæthed, hvilket hjælper med at reducere lækstrøm i enheder og derved forbedre enhedens ydeevne og pålidelighed.
3, forbedre den elektriske ydeevne.
Reducering af funktionsstørrelse: I mindre procesknudepunkter (såsom 7nm, 5nm), fortsætter størrelsen på enheder med at krympe, hvilket kræver mere raffinerede materialer af høj kvalitet. Epitaksial vækstteknologi kan opfylde disse krav og understøtter fremstillingen af højtydende og højdensitets integrerede kredsløb.
Forbedring af nedbrydningsspænding: Epitaksiale lag kan designes med højere gennembrudsspændinger, hvilket er afgørende for fremstilling af højeffekt- og højspændingsenheder. For eksempel i strømenheder kan epitaksiale lag forbedre enhedens nedbrudsspænding, hvilket øger det sikre driftsområde.
4、Proceskompatibilitet og flerlagsstrukturer
Flerlagsstrukturer: Epitaksial vækstteknologi giver mulighed for vækst af flerlagsstrukturer på substrater, med forskellige lag med forskellige dopingkoncentrationer og typer. Dette er yderst fordelagtigt til fremstilling af komplekse CMOS-enheder og muliggør tredimensionel integration.
Kompatibilitet: Den epitaksiale vækstproces er yderst kompatibel med eksisterende CMOS-fremstillingsprocesser, hvilket gør det nemt at integrere i nuværende produktionsarbejdsgange uden behov for væsentlige ændringer af proceslinjerne.
Sammenfatning: Anvendelsen af epitaksial vækst i CMOS-siliciumprocesser har primært til formål at forbedre waferkrystalkvaliteten, optimere enhedens elektriske ydeevne, understøtte avancerede procesknuder og opfylde kravene til højtydende og højdensitets-integreret kredsløbsproduktion. Epitaksial vækstteknologi giver mulighed for præcis kontrol af materialedoping og struktur, hvilket forbedrer enhedernes overordnede ydeevne og pålidelighed.
Indlægstid: 16. oktober 2024