إن زراعة طبقة إضافية من ذرات السيليكون على ركيزة رقاقة السيليكون له العديد من المزايا:
في عمليات السيليكون CMOS، يعد النمو الفوقي (EPI) على ركيزة الرقاقة خطوة عملية حاسمة.
1 、 تحسين جودة الكريستال
عيوب وشوائب الركيزة الأولية: أثناء عملية التصنيع، قد تحتوي ركيزة الرقاقة على عيوب وشوائب معينة. يمكن أن يؤدي نمو الطبقة الفوقي إلى إنتاج طبقة سيليكون أحادية البلورية عالية الجودة مع تركيزات منخفضة من العيوب والشوائب على الركيزة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصنيع الأجهزة اللاحقة.
بنية بلورية موحدة: يضمن النمو الفوقي بنية بلورية أكثر اتساقًا، مما يقلل من تأثير حدود الحبوب والعيوب في مادة الركيزة، وبالتالي تحسين الجودة البلورية الشاملة للرقاقة.
2 、 تحسين الأداء الكهربائي.
تحسين خصائص الجهاز: من خلال تنمية طبقة الفوقي على الركيزة، يمكن التحكم بدقة في تركيز المنشطات ونوع السيليكون، مما يحسن الأداء الكهربائي للجهاز. على سبيل المثال، يمكن ضبط تطعيم الطبقة الفوقي بدقة للتحكم في جهد عتبة الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) والمعلمات الكهربائية الأخرى.
تقليل تيار التسرب: تتميز الطبقة الفوقية عالية الجودة بكثافة عيب أقل، مما يساعد على تقليل تسرب التيار في الأجهزة، وبالتالي تحسين أداء الجهاز وموثوقيته.
3 、 تحسين الأداء الكهربائي.
تقليل حجم الميزة: في عقد العمليات الأصغر (مثل 7 نانومتر و5 نانومتر)، يستمر حجم ميزة الأجهزة في التقلص، مما يتطلب مواد أكثر دقة وعالية الجودة. يمكن لتكنولوجيا النمو الفوقي تلبية هذه المتطلبات، ودعم تصنيع دوائر متكاملة عالية الأداء وعالية الكثافة.
تعزيز جهد الانهيار: يمكن تصميم الطبقات الفوقية بجهد انهيار أعلى، وهو أمر بالغ الأهمية لتصنيع الأجهزة عالية الطاقة والجهد العالي. على سبيل المثال، في أجهزة الطاقة، يمكن للطبقات الفوقية تحسين جهد انهيار الجهاز، مما يزيد من نطاق التشغيل الآمن.
4، توافق العمليات والهياكل متعددة الطبقات
الهياكل متعددة الطبقات: تسمح تقنية النمو الفوقي بنمو الهياكل متعددة الطبقات على ركائز، مع طبقات مختلفة لها تركيزات وأنواع مختلفة من المنشطات. وهذا مفيد للغاية لتصنيع أجهزة CMOS المعقدة وتمكين التكامل ثلاثي الأبعاد.
التوافق: تتوافق عملية النمو الفوقي بشكل كبير مع عمليات تصنيع CMOS الحالية، مما يجعل من السهل دمجها في سير عمل التصنيع الحالي دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة على خطوط العملية.
ملخص: يهدف تطبيق النمو الفوقي في عمليات سيليكون CMOS في المقام الأول إلى تعزيز جودة كريستال الرقاقة، وتحسين الأداء الكهربائي للجهاز، ودعم عقد العمليات المتقدمة، وتلبية متطلبات تصنيع الدوائر المتكاملة عالية الأداء والكثافة. تسمح تقنية النمو الفوقي بالتحكم الدقيق في تطعيم المواد وبنيتها، مما يحسن الأداء العام وموثوقية الأجهزة.
وقت النشر: 16 أكتوبر 2024