Räni aatomite täiendava kihi kasvatamine räniplaadi aluspinnale pakub mitmeid eeliseid:
CMOS-räni protsessides on epitaksiaalne kasv (EPI) vahvli aluspinnal kriitilise tähtsusega protsessietapp.
1. Kristallide kvaliteedi parandamine
Esialgsed aluspinna defektid ja lisandid: Tootmisprotsessi käigus võib vahvli aluspinnal esineda teatud defekte ja lisandeid. Epitaksiaalse kihi kasv võib toota kvaliteetset monokristallilist ränikihti, mille aluspinnal on madal defektide ja lisandite kontsentratsioon, mis on edasise seadme valmistamise seisukohalt ülioluline.
Ühtlane kristallstruktuur: epitaksiaalne kasv tagab ühtlasema kristallstruktuuri, vähendades terade piiride ja substraadi materjali defektide mõju, parandades seeläbi vahvli üldist kristallikvaliteeti.
2, parandada elektrilist jõudlust.
Seadme omaduste optimeerimine: epitaksiaalse kihi kasvatamisega aluspinnale saab täpselt reguleerida räni legeerimise kontsentratsiooni ja tüüpi, optimeerides seadme elektrilist jõudlust. Näiteks saab epitaksiaalse kihi legeerimist peenhäälestada, et juhtida MOSFET-ide lävipinget ja muid elektrilisi parameetreid.
Lekkevoolu vähendamine: kvaliteetsel epitaksiaalkihil on madalam defektide tihedus, mis aitab vähendada seadmete lekkevoolu, parandades seeläbi seadme jõudlust ja töökindlust.
3, parandada elektrilist jõudlust.
Elementide suuruse vähendamine: Väiksemates protsessisõlmedes (näiteks 7 nm, 5 nm) väheneb seadmete elementide suurus jätkuvalt, mis nõuab rafineeritumaid ja kvaliteetsemaid materjale. Epitaksiaalse kasvu tehnoloogia suudab neid nõudmisi täita, toetades suure jõudlusega ja suure tihedusega integraallülituste tootmist.
Läbilöögipinge suurendamine: Epitaksiaalkihte saab konstrueerida kõrgemate läbilöögipingetega, mis on kriitilise tähtsusega suure võimsusega ja kõrgepingeseadmete tootmisel. Näiteks jõuseadmetes võivad epitaksiaalkihid parandada seadme läbilöögipinget, suurendades ohutut töövahemikku.
4. Protsesside ühilduvus ja mitmekihilised struktuurid
Mitmekihilised struktuurid: epitaksiaalse kasvu tehnoloogia võimaldab kasvatada substraatidele mitmekihilisi struktuure, kusjuures erinevatel kihtidel on erinevad dopeerimiskontsentratsioonid ja tüübid. See on väga kasulik keerukate CMOS-seadmete tootmisel ja kolmemõõtmelise integreerimise võimaldamisel.
Ühilduvus: Epitaksiaalne kasvuprotsess on väga hästi ühilduv olemasolevate CMOS-tootmisprotsessidega, mistõttu on seda lihtne integreerida praegustesse tootmisprotsessidesse ilma protsessiliinide olulisi muudatusi tegemata.
Kokkuvõte: Epitaksiaalse kasvu rakendamine CMOS-räni protsessides on peamiselt suunatud vahvli kristallide kvaliteedi parandamisele, seadme elektrilise jõudluse optimeerimisele, täiustatud protsessisõlmede toetamisele ning suure jõudlusega ja suure tihedusega integraallülituste tootmise nõudmiste rahuldamisele. Epitaksiaalse kasvu tehnoloogia võimaldab materjalide legeerimist ja struktuuri täpset juhtimist, parandades seadmete üldist jõudlust ja töökindlust.
Postituse aeg: 16. okt 2024