رشد یک لایه اضافی از اتم‌های سیلیکون روی زیرلایه ویفر سیلیکونی چندین مزیت دارد:
در فرآیندهای سیلیکون CMOS، رشد اپیتاکسیال (EPI) روی زیرلایه ویفر یک مرحله حیاتی فرآیند است.
۱. بهبود کیفیت کریستال
نقص‌ها و ناخالصی‌های اولیه زیرلایه: در طول فرآیند تولید، زیرلایه ویفر ممکن است دارای نقص‌ها و ناخالصی‌های خاصی باشد. رشد لایه اپیتاکسیال می‌تواند یک لایه سیلیکونی تک‌بلوری با کیفیت بالا با غلظت کم نقص‌ها و ناخالصی‌ها روی زیرلایه تولید کند که برای ساخت دستگاه‌های بعدی بسیار مهم است.
ساختار کریستالی یکنواخت: رشد اپیتاکسیال، ساختار کریستالی یکنواخت‌تری را تضمین می‌کند و تأثیر مرزهای دانه و نقص‌ها در ماده زیرلایه را کاهش می‌دهد و در نتیجه کیفیت کلی کریستال ویفر را بهبود می‌بخشد.
۲- بهبود عملکرد الکتریکی
بهینه‌سازی ویژگی‌های دستگاه: با رشد یک لایه اپیتاکسیال روی زیرلایه، غلظت آلایش و نوع سیلیکون را می‌توان به طور دقیق کنترل کرد و عملکرد الکتریکی دستگاه را بهینه نمود. به عنوان مثال، آلایش لایه اپیتاکسیال را می‌توان به طور دقیق تنظیم کرد تا ولتاژ آستانه MOSFETها و سایر پارامترهای الکتریکی را کنترل کند.
کاهش جریان نشتی: یک لایه اپیتاکسیال با کیفیت بالا چگالی نقص کمتری دارد که به کاهش جریان نشتی در دستگاه‌ها کمک می‌کند و در نتیجه عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه را بهبود می‌بخشد.
۳- بهبود عملکرد الکتریکی
کاهش اندازه ویژگی‌ها: در گره‌های فرآیند کوچک‌تر (مانند ۷ نانومتر، ۵ نانومتر)، اندازه ویژگی دستگاه‌ها همچنان در حال کوچک شدن است و به مواد اصلاح‌شده‌تر و باکیفیت‌تری نیاز است. فناوری رشد اپیتاکسیال می‌تواند این نیازها را برآورده کند و از تولید مدارهای مجتمع با کارایی بالا و چگالی بالا پشتیبانی کند.
افزایش ولتاژ شکست: لایه‌های اپیتاکسیال را می‌توان با ولتاژهای شکست بالاتر طراحی کرد، که برای ساخت دستگاه‌های توان بالا و ولتاژ بالا بسیار مهم است. به عنوان مثال، در دستگاه‌های قدرت، لایه‌های اپیتاکسیال می‌توانند ولتاژ شکست دستگاه را بهبود بخشند و محدوده عملیاتی ایمن را افزایش دهند.
۴، سازگاری فرآیند و ساختارهای چندلایه
ساختارهای چندلایه: فناوری رشد اپیتاکسیال امکان رشد ساختارهای چندلایه روی زیرلایه‌ها را فراهم می‌کند، که لایه‌های مختلف آن دارای غلظت‌ها و انواع آلایش‌های متفاوتی هستند. این امر برای ساخت دستگاه‌های CMOS پیچیده و امکان ادغام سه‌بعدی بسیار مفید است.
سازگاری: فرآیند رشد اپیتاکسیال با فرآیندهای تولید CMOS موجود بسیار سازگار است و ادغام آن را در گردش‌های کاری تولیدی فعلی بدون نیاز به تغییرات قابل توجه در خطوط فرآیند، آسان می‌کند.
خلاصه: کاربرد رشد اپیتاکسیال در فرآیندهای سیلیکونی CMOS در درجه اول با هدف افزایش کیفیت کریستال ویفر، بهینه‌سازی عملکرد الکتریکی دستگاه، پشتیبانی از گره‌های فرآیند پیشرفته و برآورده کردن نیازهای تولید مدارهای مجتمع با کارایی بالا و چگالی بالا انجام می‌شود. فناوری رشد اپیتاکسیال امکان کنترل دقیق آلایش و ساختار مواد را فراهم می‌کند و عملکرد کلی و قابلیت اطمینان دستگاه‌ها را بهبود می‌بخشد.
زمان ارسال: ۱۶ اکتبر ۲۰۲۴