לגידול שכבה נוספת של אטומי סיליקון על גבי מצע פרוסת סיליקון יש מספר יתרונות:
בתהליכי סיליקון CMOS, צמיחה אפיטקסיאלית (EPI) על מצע הוופל היא שלב קריטי בתהליך.
1. שיפור איכות הגביש
פגמים וזיהומים ראשוניים במצע: במהלך תהליך הייצור, במצע הוופל עשויים להיות פגמים וזיהומים מסוימים. צמיחת השכבה האפיטקסיאלית יכולה לייצר שכבת סיליקון חד-גבישית באיכות גבוהה עם ריכוזים נמוכים של פגמים וזיהומים על המצע, דבר חיוני לייצור המכשיר לאחר מכן.
מבנה גבישי אחיד: צמיחה אפיטקסיאלית מבטיחה מבנה גבישי אחיד יותר, תוך הפחתת ההשפעה של גבולות גרגירים ופגמים בחומר המצע, ובכך משפרת את איכות הגביש הכוללת של הוופל.
2, לשפר את הביצועים החשמליים.
אופטימיזציה של מאפייני המכשיר: על ידי גידול שכבה אפיטקסיאלית על המצע, ניתן לשלוט בריכוז הסימול וסוג הסיליקון בצורה מדויקת, ובכך לייעל את הביצועים החשמליים של המכשיר. לדוגמה, ניתן לכוונן במדויק את הסימול של השכבה האפיטקסיאלית כדי לשלוט במתח הסף של טרנזיסטורי MOSFET ובפרמטרים חשמליים אחרים.
הפחתת זרם דליפה: לשכבה אפיטקסיאלית איכותית יש צפיפות פגמים נמוכה יותר, מה שעוזר להפחית את זרם הדליפה במכשירים, ובכך לשפר את ביצועי המכשיר ואת אמינותו.
3, לשפר את הביצועים החשמליים.
צמצום גודל התכונות: בצמתי תהליך קטנים יותר (כגון 7 ננומטר, 5 ננומטר), גודל התכונות של התקנים ממשיך להתכווץ, מה שדורש חומרים מעודנים ואיכותיים יותר. טכנולוגיית צמיחה אפיטקסיאלית יכולה לענות על דרישות אלו, ולתמוך בייצור מעגלים משולבים בעלי ביצועים גבוהים וצפיפות גבוהה.
הגברת מתח פריצה: ניתן לתכנן שכבות אפיטקסיאליות עם מתחי פריצה גבוהים יותר, דבר קריטי לייצור התקנים בעלי הספק גבוה ומתח גבוה. לדוגמה, בהתקני הספק, שכבות אפיטקסיאליות יכולות לשפר את מתח הפריצה של ההתקן, ובכך להגדיל את טווח הפעולה הבטוח.
4、תאימות תהליכים ומבנים רב-שכבתיים
מבנים רב-שכבתיים: טכנולוגיית גידול אפיטקסיאלי מאפשרת גידול של מבנים רב-שכבתיים על גבי מצעים, כאשר שכבות שונות בעלות ריכוזי וסוגי סימום משתנים. זה מועיל מאוד לייצור התקני CMOS מורכבים ומאפשר אינטגרציה תלת-ממדית.
תאימות: תהליך הגידול האפיטקסיאלי תואם מאוד לתהליכי ייצור CMOS קיימים, מה שמקל על שילובו בזרימות עבודה קיימות של ייצור ללא צורך בשינויים משמעותיים בקווי התהליך.
סיכום: יישום טכנולוגיית גידול אפיטקסיאלי בתהליכי סיליקון CMOS נועד בעיקר לשפר את איכות גבישי פרוסות סיליקון, לייעל את הביצועים החשמליים של המכשיר, לתמוך בצמתי תהליך מתקדמים ולעמוד בדרישות ייצור מעגלים משולבים בעלי ביצועים גבוהים וצפיפות גבוהה. טכנולוגיית גידול אפיטקסיאלי מאפשרת בקרה מדויקת על סימום החומר והמבנה שלו, ומשפרת את הביצועים והאמינות הכוללים של המכשירים.
זמן פרסום: 16 באוקטובר 2024