Het laten groeien van een extra laag siliciumatomen op een siliciumwafersubstraat heeft verschillende voordelen:
Bij CMOS-siliciumprocessen is epitaxiale groei (EPI) op het wafersubstraat een cruciale processtap.
1. Verbetering van de kristalkwaliteit
Initiële substraatdefecten en onzuiverheden: Tijdens het productieproces kan het wafersubstraat bepaalde defecten en onzuiverheden bevatten. De groei van de epitaxiale laag kan een hoogwaardige monokristallijne siliciumlaag opleveren met lage concentraties defecten en onzuiverheden op het substraat, wat cruciaal is voor de verdere fabricage van het apparaat.
Uniforme kristalstructuur: Epitaxiale groei zorgt voor een uniformere kristalstructuur, waardoor de invloed van korrelgrenzen en defecten in het substraatmateriaal wordt verminderd en de algehele kristalkwaliteit van de wafer wordt verbeterd.
2. Verbetering van de elektrische prestaties.
Optimalisatie van apparaatkenmerken: Door een epitaxiale laag op het substraat te laten groeien, kunnen de doteringsconcentratie en het type silicium nauwkeurig worden geregeld, waardoor de elektrische prestaties van het apparaat worden geoptimaliseerd. Zo kan de dotering van de epitaxiale laag nauwkeurig worden afgesteld om de drempelspanning van MOSFET's en andere elektrische parameters te regelen.
Vermindering van lekstroom: een hoogwaardige epitaxiale laag heeft een lagere defectdichtheid, wat helpt de lekstroom in apparaten te verminderen en daarmee de prestaties en betrouwbaarheid van het apparaat verbetert.
3. Verbeter de elektrische prestaties.
Verkleining van de feature-grootte: In kleinere procesknooppunten (zoals 7 nm, 5 nm) neemt de feature-grootte van apparaten steeds verder af, waardoor verfijndere en hoogwaardigere materialen nodig zijn. Epitaxiale groeitechnologie kan aan deze eisen voldoen en de productie van hoogwaardige geïntegreerde schakelingen met hoge dichtheid ondersteunen.
Verbetering van de doorslagspanning: Epitaxiale lagen kunnen worden ontworpen met hogere doorslagspanningen, wat cruciaal is voor de productie van apparaten met hoog vermogen en hoge spanning. In apparaten met een hoog vermogen kunnen epitaxiale lagen bijvoorbeeld de doorslagspanning van het apparaat verbeteren en zo het veilige bedrijfsbereik vergroten.
4. Procescompatibiliteit en meerlaagse structuren
Meerlaagse structuren: Epitaxiale groeitechnologie maakt de groei van meerlaagse structuren op substraten mogelijk, waarbij verschillende lagen verschillende dopingconcentraties en -typen hebben. Dit is zeer nuttig voor de productie van complexe CMOS-apparaten en maakt driedimensionale integratie mogelijk.
Compatibiliteit: Het epitaxiale groeiproces is zeer compatibel met bestaande CMOS-productieprocessen, waardoor het eenvoudig kan worden geïntegreerd in huidige productieprocessen zonder dat er grote aanpassingen aan de proceslijnen nodig zijn.
Samenvatting: De toepassing van epitaxiale groei in CMOS-siliciumprocessen is primair gericht op het verbeteren van de kristalkwaliteit van wafers, het optimaliseren van de elektrische prestaties van apparaten, het ondersteunen van geavanceerde procesknooppunten en het voldoen aan de eisen van de productie van hoogwaardige en dichte geïntegreerde schakelingen. Epitaxiale groeitechnologie maakt nauwkeurige controle van de doping en structuur van materialen mogelijk, wat de algehele prestaties en betrouwbaarheid van apparaten verbetert.
Plaatsingstijd: 16-10-2024