Crecer unha capa adicional de átomos de silicio nun substrato de obleas de silicio ten varias vantaxes:
Nos procesos de silicio CMOS, o crecemento epitaxial (EPI) no substrato da oblea é un paso crítico do proceso.
1 、 Mellora da calidade do cristal
Defectos e impurezas iniciais do substrato: durante o proceso de fabricación, o substrato da oblea pode ter certos defectos e impurezas. O crecemento da capa epitaxial pode producir unha capa de silicio monocristalino de alta calidade con baixas concentracións de defectos e impurezas no substrato, o que é crucial para a fabricación posterior do dispositivo.
Estrutura cristalina uniforme: o crecemento epitaxial garante unha estrutura cristalina máis uniforme, reducindo o impacto dos límites dos grans e os defectos no material do substrato, mellorando así a calidade global do cristal da oblea.
2, mellorar o rendemento eléctrico.
Optimización das características do dispositivo: ao facer crecer unha capa epitaxial no substrato, pódese controlar con precisión a concentración de dopaxe e o tipo de silicio, optimizando o rendemento eléctrico do dispositivo. Por exemplo, o dopaxe da capa epitaxial pódese axustar finamente para controlar a tensión de limiar dos MOSFET e outros parámetros eléctricos.
Reducir a corrente de fuga: unha capa epitaxial de alta calidade ten unha menor densidade de defectos, o que axuda a reducir a corrente de fuga nos dispositivos, mellorando así o rendemento e a fiabilidade do dispositivo.
3, mellorar o rendemento eléctrico.
Reducir o tamaño da función: nos nodos de proceso máis pequenos (como 7nm, 5nm), o tamaño das características dos dispositivos segue a diminuír, polo que se requiren materiais máis refinados e de alta calidade. A tecnoloxía de crecemento epitaxial pode satisfacer estas demandas, apoiando a fabricación de circuítos integrados de alto rendemento e alta densidade.
Mellora da tensión de avaría: as capas epitaxiais pódense deseñar con voltaxes de avaría máis altas, o que é fundamental para a fabricación de dispositivos de alta potencia e alta tensión. Por exemplo, nos dispositivos de enerxía, as capas epitaxiais poden mellorar a tensión de avaría do dispositivo, aumentando o rango de operación seguro.
4、Compatibilidade de procesos e estruturas multicapa
Estruturas multicapa: a tecnoloxía de crecemento epitaxial permite o crecemento de estruturas multicapa sobre substratos, con diferentes capas que teñen diferentes concentracións e tipos de dopaxe. Isto é moi beneficioso para fabricar dispositivos CMOS complexos e permitir a integración tridimensional.
Compatibilidade: o proceso de crecemento epitaxial é altamente compatible cos procesos de fabricación CMOS existentes, o que facilita a súa integración nos fluxos de traballo actuais de fabricación sen necesidade de modificacións significativas nas liñas de proceso.
Resumo: a aplicación do crecemento epitaxial nos procesos de silicio CMOS ten como obxectivo principal mellorar a calidade dos cristales de obleas, optimizar o rendemento eléctrico do dispositivo, admitir nodos de procesos avanzados e satisfacer as demandas da fabricación de circuítos integrados de alto rendemento e alta densidade. A tecnoloxía de crecemento epitaxial permite un control preciso da dopaxe e da estrutura do material, mellorando o rendemento xeral e a fiabilidade dos dispositivos.
Hora de publicación: 16-Oct-2024