Å dyrke et ekstra lag med silisiumatomer på et silisiumwafersubstrat har flere fordeler:
I CMOS-silisiumprosesser er epitaksial vekst (EPI) på wafersubstratet et kritisk prosesstrinn.
1, Forbedring av krystallkvalitet
Innledende substratdefekter og urenheter: Under produksjonsprosessen kan wafersubstratet ha visse defekter og urenheter. Veksten av det epitaksiale laget kan produsere et monokrystallinsk silisiumlag av høy kvalitet med lave konsentrasjoner av defekter og urenheter på underlaget, noe som er avgjørende for påfølgende enhetsfabrikasjon.
Ensartet krystallstruktur: Epitaksial vekst sikrer en mer jevn krystallstruktur, reduserer virkningen av korngrenser og defekter i underlagsmaterialet, og forbedrer derved den generelle krystallkvaliteten til waferen.
2, forbedre elektrisk ytelse.
Optimalisering av enhetsegenskaper: Ved å dyrke et epitaksielt lag på underlaget, kan dopingkonsentrasjonen og typen silisium kontrolleres nøyaktig, og optimalisere enhetens elektriske ytelse. For eksempel kan dopingen av det epitaksiale laget finjusteres for å kontrollere terskelspenningen til MOSFET-er og andre elektriske parametere.
Redusere lekkasjestrøm: Et epitaksielt lag av høy kvalitet har en lavere defekttetthet, noe som bidrar til å redusere lekkasjestrøm i enheter, og dermed forbedre enhetens ytelse og pålitelighet.
3, forbedre elektrisk ytelse.
Redusere funksjonsstørrelse: I mindre prosessnoder (som 7nm, 5nm), fortsetter funksjonsstørrelsen til enheter å krympe, og krever mer raffinerte materialer av høy kvalitet. Epitaksial vekstteknologi kan møte disse kravene, og støtter produksjonen av integrerte kretser med høy ytelse og høy tetthet.
Forbedring av sammenbruddsspenning: Epitaksiale lag kan utformes med høyere nedbrytningsspenninger, noe som er avgjørende for produksjon av høyeffekts- og høyspentenheter. For eksempel, i kraftenheter kan epitaksiale lag forbedre enhetens sammenbruddsspenning, og øke det sikre driftsområdet.
4、Prosesskompatibilitet og flerlagsstrukturer
Flerlagsstrukturer: Epitaksial vekstteknologi tillater vekst av flerlagsstrukturer på underlag, med forskjellige lag med varierende dopingkonsentrasjoner og typer. Dette er svært fordelaktig for å produsere komplekse CMOS-enheter og muliggjøre tredimensjonal integrasjon.
Kompatibilitet: Den epitaksiale vekstprosessen er svært kompatibel med eksisterende CMOS-produksjonsprosesser, noe som gjør det enkelt å integrere i gjeldende produksjonsarbeidsflyter uten behov for vesentlige modifikasjoner av prosesslinjene.
Sammendrag: Anvendelsen av epitaksial vekst i CMOS-silisiumprosesser har primært som mål å forbedre wafer-krystallkvaliteten, optimalisere enhetens elektriske ytelse, støtte avanserte prosessnoder og møte kravene til høyytelses- og høytetthetsproduksjon av integrerte kretser. Epitaksial vekstteknologi muliggjør presis kontroll av materialdoping og struktur, og forbedrer den generelle ytelsen og påliteligheten til enhetene.
Innleggstid: 16. oktober 2024