Fer créixer una capa addicional d'àtoms de silici en un substrat d'hòsties de silici té diversos avantatges:
En els processos de silici CMOS, el creixement epitaxial (EPI) al substrat de l'hòstia és un pas crític del procés.
1 、 Millora de la qualitat del cristall
Defectes i impureses inicials del substrat: durant el procés de fabricació, el substrat de l'hòstia pot tenir certs defectes i impureses. El creixement de la capa epitaxial pot produir una capa de silici monocristal·lí d'alta qualitat amb baixes concentracions de defectes i impureses al substrat, la qual cosa és crucial per a la fabricació posterior del dispositiu.
Estructura cristal·lina uniforme: el creixement epitaxial garanteix una estructura cristal·lina més uniforme, reduint l'impacte dels límits del gra i els defectes del material del substrat, millorant així la qualitat general del cristall de l'hòstia.
2, millora el rendiment elèctric.
Optimització de les característiques del dispositiu: fent créixer una capa epitaxial al substrat, es pot controlar amb precisió la concentració de dopatge i el tipus de silici, optimitzant el rendiment elèctric del dispositiu. Per exemple, el dopatge de la capa epitaxial es pot ajustar finament per controlar la tensió llindar dels MOSFET i altres paràmetres elèctrics.
Reducció del corrent de fuga: una capa epitaxial d'alta qualitat té una densitat de defectes més baixa, cosa que ajuda a reduir el corrent de fuga en els dispositius, millorant així el rendiment i la fiabilitat del dispositiu.
3, millora el rendiment elèctric.
Reducció de la mida de les funcions: en els nodes de procés més petits (com ara 7nm, 5nm), la mida de les funcions dels dispositius continua reduint-se, i requereixen materials més refinats i d'alta qualitat. La tecnologia de creixement epitaxial pot satisfer aquestes demandes, donant suport a la fabricació de circuits integrats d'alt rendiment i alta densitat.
Millora de la tensió de ruptura: les capes epitaxials es poden dissenyar amb tensions de ruptura més altes, la qual cosa és fonamental per a la fabricació de dispositius d'alta potència i alta tensió. Per exemple, en dispositius d'alimentació, les capes epitaxials poden millorar la tensió de ruptura del dispositiu, augmentant el rang de funcionament segur.
4, Compatibilitat de processos i estructures multicapa
Estructures multicapa: la tecnologia de creixement epitaxial permet el creixement d'estructures multicapa sobre substrats, amb diferents capes amb diferents concentracions i tipus de dopatge. Això és molt beneficiós per a la fabricació de dispositius CMOS complexos i per permetre la integració tridimensional.
Compatibilitat: el procés de creixement epitaxial és altament compatible amb els processos de fabricació CMOS existents, la qual cosa facilita la seva integració als fluxos de treball de fabricació actuals sense necessitat de modificacions significatives a les línies de procés.
Resum: l'aplicació del creixement epitaxial en processos de silici CMOS té com a objectiu principal millorar la qualitat del cristall d'hòsties, optimitzar el rendiment elèctric del dispositiu, donar suport a nodes de procés avançats i satisfer les demandes de la fabricació de circuits integrats d'alt rendiment i d'alta densitat. La tecnologia de creixement epitaxial permet un control precís del dopatge i l'estructura del material, millorant el rendiment global i la fiabilitat dels dispositius.
Hora de publicació: 16-octubre-2024