Pestovanie ďalšej vrstvy atómov kremíka na kremíkovom substráte má niekoľko výhod:
V kremíkových procesoch CMOS je epitaxný rast (EPI) na substráte doštičky kritickým krokom procesu.
1. Zlepšenie kvality kryštálov
Počiatočné defekty a nečistoty substrátu: Počas výrobného procesu môže substrát doštičky obsahovať určité defekty a nečistoty. Rast epitaxnej vrstvy môže viesť k vytvoreniu vysoko kvalitnej monokryštalickej kremíkovej vrstvy s nízkou koncentráciou defektov a nečistôt na substráte, čo je kľúčové pre následnú výrobu zariadenia.
Jednotná kryštalická štruktúra: Epitaxný rast zaisťuje jednotnejšiu kryštalickú štruktúru, čím sa znižuje vplyv hraníc zŕn a defektov v materiáli substrátu, čím sa zlepšuje celková kryštalická kvalita doštičky.
2, zlepšiť elektrický výkon.
Optimalizácia charakteristík zariadenia: Pestovaním epitaxnej vrstvy na substráte je možné presne kontrolovať koncentráciu dopovania a typ kremíka, čím sa optimalizuje elektrický výkon zariadenia. Napríklad dopovanie epitaxnej vrstvy je možné jemne nastaviť na riadenie prahového napätia MOSFETov a ďalších elektrických parametrov.
Zníženie zvodového prúdu: Vysokokvalitná epitaxná vrstva má nižšiu hustotu defektov, čo pomáha znižovať zvodový prúd v zariadeniach, a tým zlepšuje výkon a spoľahlivosť zariadenia.
3, zlepšiť elektrický výkon.
Zmenšenie veľkosti prvkov: V menších procesných uzloch (ako napríklad 7nm, 5nm) sa veľkosť prvkov zariadení neustále zmenšuje, čo si vyžaduje prepracovanejšie a kvalitnejšie materiály. Technológia epitaxného rastu dokáže tieto požiadavky splniť a podporiť výrobu vysokovýkonných integrovaných obvodov s vysokou hustotou.
Zvýšenie prierazného napätia: Epitaxné vrstvy je možné navrhnúť s vyšším prierazným napätím, čo je rozhodujúce pre výrobu vysokovýkonných a vysokonapäťových zariadení. Napríklad vo výkonových zariadeniach môžu epitaxné vrstvy zlepšiť prierazné napätie zariadenia a tým zvýšiť bezpečný prevádzkový rozsah.
4. Kompatibilita procesov a viacvrstvové štruktúry
Viacvrstvové štruktúry: Technológia epitaxného rastu umožňuje rast viacvrstvových štruktúr na substrátoch, pričom rôzne vrstvy majú rôzne koncentrácie a typy dopovania. To je veľmi výhodné pre výrobu zložitých CMOS zariadení a umožňuje trojrozmernú integráciu.
Kompatibilita: Proces epitaxného rastu je vysoko kompatibilný s existujúcimi výrobnými procesmi CMOS, čo umožňuje jednoduchú integráciu do súčasných výrobných pracovných postupov bez potreby významných úprav procesných liniek.
Súhrn: Aplikácia epitaxného rastu v kremíkových procesoch CMOS sa primárne zameriava na zlepšenie kvality kryštálov doštičiek, optimalizáciu elektrického výkonu zariadení, podporu pokročilých procesných uzlov a splnenie požiadaviek na výrobu vysokovýkonných integrovaných obvodov s vysokou hustotou. Technológia epitaxného rastu umožňuje presnú kontrolu dopovania a štruktúry materiálu, čím sa zlepšuje celkový výkon a spoľahlivosť zariadení.
Čas uverejnenia: 16. októbra 2024