La crescita di uno strato aggiuntivo di atomi di silicio su un substrato di wafer di silicio presenta numerosi vantaggi:
Nei processi CMOS al silicio, la crescita epitassiale (EPI) sul substrato del wafer è una fase critica del processo.
1、Migliorare la qualità del cristallo
Difetti e impurità iniziali del substrato: durante il processo di produzione, il substrato del wafer può presentare alcuni difetti e impurità. La crescita dello strato epitassiale può produrre uno strato di silicio monocristallino di alta qualità con basse concentrazioni di difetti e impurità sul substrato, che è fondamentale per la successiva fabbricazione del dispositivo.
Struttura cristallina uniforme: la crescita epitassiale garantisce una struttura cristallina più uniforme, riducendo l'impatto dei bordi dei grani e dei difetti nel materiale del substrato, migliorando così la qualità cristallina complessiva del wafer.
2、migliorare le prestazioni elettriche.
Ottimizzazione delle caratteristiche del dispositivo: facendo crescere uno strato epitassiale sul substrato, la concentrazione del drogante e il tipo di silicio possono essere controllati con precisione, ottimizzando le prestazioni elettriche del dispositivo. Ad esempio, il drogaggio dello strato epitassiale può essere regolato con precisione per controllare la tensione di soglia dei MOSFET e altri parametri elettrici.
Riduzione della corrente di dispersione: uno strato epitassiale di alta qualità ha una densità di difetti inferiore, che aiuta a ridurre la corrente di dispersione nei dispositivi, migliorando così le prestazioni e l'affidabilità del dispositivo.
3, migliorare le prestazioni elettriche.
Riduzione delle dimensioni delle caratteristiche: nei nodi di processo più piccoli (come 7 nm, 5 nm), le dimensioni delle caratteristiche dei dispositivi continuano a ridursi, richiedendo materiali più raffinati e di alta qualità. La tecnologia di crescita epitassiale può soddisfare queste esigenze, supportando la produzione di circuiti integrati ad alte prestazioni e ad alta densità.
Miglioramento della tensione di rottura: gli strati epitassiali possono essere progettati con tensioni di rottura più elevate, il che è fondamentale per la produzione di dispositivi ad alta potenza e alta tensione. Ad esempio, nei dispositivi di potenza, gli strati epitassiali possono migliorare la tensione di rottura del dispositivo, aumentando il range operativo sicuro.
4、Compatibilità dei processi e strutture multistrato
Strutture multistrato: la tecnologia di crescita epitassiale consente la crescita di strutture multistrato su substrati, con strati diversi aventi concentrazioni e tipi di drogaggio diversi. Ciò è estremamente vantaggioso per la produzione di dispositivi CMOS complessi e per consentire l'integrazione tridimensionale.
Compatibilità: il processo di crescita epitassiale è altamente compatibile con i processi di produzione CMOS esistenti, facilitandone l'integrazione negli attuali flussi di lavoro di produzione senza la necessità di modifiche significative alle linee di processo.
Riepilogo: L'applicazione della crescita epitassiale nei processi di silicio CMOS mira principalmente a migliorare la qualità dei cristalli dei wafer, ottimizzare le prestazioni elettriche del dispositivo, supportare nodi di processo avanzati e soddisfare le esigenze di produzione di circuiti integrati ad alte prestazioni e ad alta densità. La tecnologia di crescita epitassiale consente un controllo preciso del drogaggio e della struttura del materiale, migliorando le prestazioni complessive e l'affidabilità dei dispositivi.
Orario di pubblicazione: 16 ottobre 2024