การเพิ่มชั้นอะตอมของซิลิคอนเพิ่มเติมบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนมีข้อดีหลายประการ:
ในกระบวนการซิลิคอน CMOS การเจริญเติบโตของอีพิแทกเซียล (EPI) บนซับสเตรตเวเฟอร์เป็นขั้นตอนกระบวนการที่สำคัญ
1、การปรับปรุงคุณภาพคริสตัล
ข้อบกพร่องของพื้นผิวเริ่มต้นและสิ่งสกปรก: ในระหว่างกระบวนการผลิต พื้นผิวเวเฟอร์อาจมีข้อบกพร่องและสิ่งเจือปนบางอย่าง การเจริญเติบโตของชั้น epitaxis สามารถสร้างชั้นซิลิคอน monocrystalline คุณภาพสูง โดยมีข้อบกพร่องและสิ่งเจือปนที่มีความเข้มข้นต่ำบนพื้นผิว ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตอุปกรณ์ในภายหลัง
โครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอ: การเติบโตแบบอีพิเทเชียลทำให้โครงสร้างผลึกมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ลดผลกระทบของขอบเขตของเกรนและข้อบกพร่องในวัสดุซับสเตรต จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพคริสตัลโดยรวมของเวเฟอร์
2、ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
การปรับคุณลักษณะของอุปกรณ์ให้เหมาะสม: ด้วยการเพิ่มชั้นเอพิแทกเซียลบนพื้นผิว ทำให้สามารถควบคุมความเข้มข้นของสารต้องห้ามและประเภทของซิลิคอนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น การเติมสารโด๊ปของชั้นอีพิแทกเซียลสามารถปรับได้อย่างละเอียดเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของ MOSFET และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าอื่นๆ
การลดกระแสรั่วไหล: ชั้น epitaxis คุณภาพสูงมีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำกว่า ซึ่งช่วยลดกระแสรั่วไหลในอุปกรณ์ จึงปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
3、ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
การลดขนาดฟีเจอร์: ในโหนดกระบวนการที่เล็กกว่า (เช่น 7 นาโนเมตร, 5 นาโนเมตร) ขนาดฟีเจอร์ของอุปกรณ์ยังคงหดตัวลง ซึ่งต้องใช้วัสดุที่ได้รับการขัดเกลาและมีคุณภาพสูงมากขึ้น เทคโนโลยีการเติบโตแบบอีปิแอกเซียลสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ โดยสนับสนุนการผลิตวงจรรวมประสิทธิภาพสูงและมีความหนาแน่นสูง
การเพิ่มแรงดันพังทลาย: ชั้นอีปิแอกเซียลสามารถออกแบบให้มีแรงดันพังทลายที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตอุปกรณ์กำลังสูงและไฟฟ้าแรงสูง ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์จ่ายไฟ ชั้นอีพิแทกเซียลสามารถปรับปรุงแรงดันพังทลายของอุปกรณ์ได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มช่วงการทำงานที่ปลอดภัย
4、ความเข้ากันได้ของกระบวนการและโครงสร้างหลายชั้น
โครงสร้างหลายชั้น: เทคโนโลยีการเติบโตแบบอีปิแอกเซียลช่วยให้สามารถเจริญเติบโตของโครงสร้างหลายชั้นบนพื้นผิวได้ โดยชั้นต่างๆ จะมีความเข้มข้นและประเภทของยาสลบที่แตกต่างกัน สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการผลิตอุปกรณ์ CMOS ที่ซับซ้อนและทำให้สามารถบูรณาการสามมิติได้
ความเข้ากันได้: กระบวนการเติบโตแบบอีพิแทกเซียลเข้ากันได้สูงกับกระบวนการผลิต CMOS ที่มีอยู่ ทำให้ง่ายต่อการรวมเข้ากับขั้นตอนการผลิตในปัจจุบันโดยไม่จำเป็นต้องแก้ไขสายการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ
สรุป: การประยุกต์ใช้การเติบโตแบบอีพิแทกเซียลในกระบวนการซิลิคอน CMOS มีเป้าหมายหลักเพื่อเพิ่มคุณภาพคริสตัลเวเฟอร์ เพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ รองรับโหนดกระบวนการขั้นสูง และตอบสนองความต้องการของการผลิตวงจรรวมประสิทธิภาพสูงและมีความหนาแน่นสูง เทคโนโลยีการเติบโตแบบอีปิแอกเซียลช่วยให้สามารถควบคุมการเติมวัสดุและโครงสร้างของวัสดุได้อย่างแม่นยำ ปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
เวลาโพสต์: 16 ต.ค.-2024