O cultivo de uma camada adicional de átomos de silício em um substrato de wafer de silício tem várias vantagens:
Nos processos de silício CMOS, o crescimento epitaxial (EPI) no substrato do wafer é uma etapa crítica do processo.
1、Melhorando a qualidade do cristal
Defeitos e impurezas iniciais do substrato: Durante o processo de fabricação, o substrato do wafer pode apresentar certos defeitos e impurezas. O crescimento da camada epitaxial pode produzir uma camada de silício monocristalino de alta qualidade com baixas concentrações de defeitos e impurezas no substrato, o que é crucial para a subsequente fabricação do dispositivo.
Estrutura cristalina uniforme: O crescimento epitaxial garante uma estrutura cristalina mais uniforme, reduzindo o impacto dos limites dos grãos e defeitos no material do substrato, melhorando assim a qualidade geral do cristal do wafer.
2、melhorar o desempenho elétrico.
Otimizando as características do dispositivo: Ao cultivar uma camada epitaxial no substrato, a concentração de dopagem e o tipo de silício podem ser controlados com precisão, otimizando o desempenho elétrico do dispositivo. Por exemplo, a dopagem da camada epitaxial pode ser ajustada com precisão para controlar a tensão limite dos MOSFETs e outros parâmetros elétricos.
Reduzindo a corrente de fuga: Uma camada epitaxial de alta qualidade tem uma menor densidade de defeitos, o que ajuda a reduzir a corrente de fuga nos dispositivos, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade do dispositivo.
3、melhorar o desempenho elétrico.
Reduzindo o tamanho dos recursos: Em nós de processo menores (como 7nm, 5nm), o tamanho dos recursos dos dispositivos continua diminuindo, exigindo materiais mais refinados e de alta qualidade. A tecnologia de crescimento epitaxial pode atender a essas demandas, apoiando a fabricação de circuitos integrados de alto desempenho e alta densidade.
Melhorando a tensão de ruptura: As camadas epitaxiais podem ser projetadas com tensões de ruptura mais altas, o que é crítico para a fabricação de dispositivos de alta potência e alta tensão. Por exemplo, em dispositivos de potência, as camadas epitaxiais podem melhorar a tensão de ruptura do dispositivo, aumentando a faixa operacional segura.
4、Compatibilidade de processos e estruturas multicamadas
Estruturas Multicamadas: A tecnologia de crescimento epitaxial permite o crescimento de estruturas multicamadas em substratos, com diferentes camadas tendo concentrações e tipos de dopagem variados. Isto é altamente benéfico para a fabricação de dispositivos CMOS complexos e permite a integração tridimensional.
Compatibilidade: O processo de crescimento epitaxial é altamente compatível com os processos de fabricação CMOS existentes, facilitando a integração aos fluxos de trabalho de fabricação atuais sem a necessidade de modificações significativas nas linhas de processo.
Resumo: A aplicação do crescimento epitaxial em processos de silício CMOS visa principalmente melhorar a qualidade do cristal wafer, otimizar o desempenho elétrico do dispositivo, suportar nós de processo avançados e atender às demandas de fabricação de circuitos integrados de alto desempenho e alta densidade. A tecnologia de crescimento epitaxial permite o controle preciso da dopagem e da estrutura do material, melhorando o desempenho geral e a confiabilidade dos dispositivos.
Horário da postagem: 16 de outubro de 2024