Servicios de procesos soi
Para mejorar la integración y la velocidad de los circuitos integrados, es necesario reducir el tamaño de los dispositivos para reducir el consumo de energía. Sin embargo, cuando el tamaño del dispositivo se reduce al rango de submicrones, la estructura tradicional no es adecuada, lo que ha llevado al desarrollo de la estructura soi (silicio sobre aislamiento o semiconductores sobre aislamiento), es decir, el dispositivo se fabrica sobre una capa monocristalina de silicio que crece en un sustrato aislante. La estructura soi se propone para dispositivos CMOS submicrones para reemplazar las estructuras tradicionales y las estructuras SOS para aplicaciones que no son adecuadas para los requisitos (los SOS pueden considerarse una forma de soi). Sin embargo, las estructuras soi pronto se convirtieron en una nueva forma de lograr circuitos integrados de alta velocidad y circuitos integrados tridimensionales (pero no todas las estructuras soi se pueden utilizar en circuitos integrados tridimensionales), que es un tema candente en la investigación actual de materiales semiconductores.
| Diámetro | 4. | 5. | 6. | 8. | ||
| Capa de equipo | Dopaje | Capa Box | Espesor (um) | Base | Dirección | Silicio sobre aisladores El silicio sobre aislador (soi) es una tecnología que adhiere un chip activo a un chip de procesamiento, con una capa de óxido en el medio. Pluto ofrece una amplia gama de productos soi para una variedad de aplicaciones. El silicio sobre aislador se utiliza generalmente en aplicaciones como microelectromes, automóviles y tolerancia a altas temperaturas y alta resistencia al ruido son requisitos clave. Los chips de silicio sobre aisladores se componen de tres capas de apilamiento de materiales: la capa activa de silicio de alta calidad (device capa) se encuentra por encima de la capa enterrada de silicio aislante eléctrico (box) y por encima del chip de soporte de silicio a granel (handle). Tecnología SOI Para mejorar la integración y la velocidad de los circuitos integrados, es necesario reducir el tamaño de los dispositivos para reducir el consumo de energía. Sin embargo, cuando el tamaño del dispositivo se reduce al rango de submicrones, la estructura tradicional no es adecuada, lo que ha llevado al desarrollo de la estructura soi (silicio sobre aislamiento o semiconductores sobre aislamiento), es decir, el dispositivo se fabrica sobre una capa monocristalina de silicio que crece en un sustrato aislante. La estructura soi se propone para dispositivos CMOS submicrones para reemplazar las estructuras tradicionales y las estructuras SOS para aplicaciones que no son adecuadas para los requisitos (los SOS pueden considerarse una forma de soi). Sin embargo, las estructuras soi pronto se convirtieron en una nueva forma de lograr circuitos integrados de alta velocidad y circuitos integrados tridimensionales (pero no todas las estructuras soi se pueden utilizar en circuitos integrados tridimensionales), que es un tema candente en la investigación actual de materiales semiconductores. Las ventajas de la estructura soi se pueden resumir de la siguiente manera: (1) es especialmente adecuado para circuitos IC de alta velocidad y alta integración debido a su aislamiento dieléctrico y pequeños condensadores parasitarios. (2) debido al aislamiento del medio, se reduce el ruido y se mejora la resistencia a la radiación de los circuitos y dispositivos. (3) se suprime el problema de bloqueo del circuito cmos. En comparación con sos, la integridad del material soi es mucho mejor que sos. la estructura soi es ampliamente utilizada en circuitos cmos, lo que puede reducir el número de máscaras, no necesita aislamiento y difusión, simplificar el diseño del circuito y mejorar la integración. El coeficiente de expansión térmica de si y Al2O3 en SOS no coincide, y hay tensión de compresión en la capa de silicio. Además, el consumo de energía y el costo del sustrato de So1 son mucho menores que los de sos, que no implementan la función de la estructura del dispositivo tridimensional. A juzgar por la situación actual, algunas tecnologías soi se han implementado inicialmente. Mientras los problemas de calidad del proceso y los materiales puedan superarse aún más, no habrá problemas en la aplicación práctica. Algunas tecnologías soi se pueden utilizar para fabricar materiales estructurales soi para IC tridimensionales, y hay muchos métodos. A continuación se presentan brevemente varios métodos principales: 1. crecimiento transversal de la fusión El proceso básico de este método es formar una película so sobre un sustrato de silicio, y luego el polisilicio o el silicio amorfo depositados en la película por polisilicio o silicio amorfo se derriten localmente, mientras que la zona de fusión en movimiento derrite el polisilicio o el silicio amorfo antes de la zona de fusión, y la recristalización ocurre después de la zona de fusión. Según la fuente de calor que forma la zona de fusión, este método se puede dividir en cuatro tipos: ① fusión y recristalización del haz láser; ② Recristalización por fusión de haz de electrones; ③ Recristalización de semillas transversales calentadas por cinturón de grafito; Y recristalización de fusión ligera. Debido a los diferentes métodos de calentamiento, el equipo y el proceso específico también son muy diferentes, y los resultados son diferentes, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. En los primeros días, este método fue estudiado activamente. 2. crecimiento transversal del CVD CVD lateral growth is a lateral epitaxial growth method on SiO2, which is called ELO (epitaxial lateral over growth) method for short. It is developed in the choice of extension, and it is highly valued by people. This is because the silicon epitaxial growth technology is relatively mature, the processing temperature is low (1050 ~ 1150℃), far lower than the Si melting temperature, which will not cause serious redistribution of substrate impurities, and it is expected to be used in the fabrication of 3D IC. The basic process of this method is to use photolithography technology to open the substrate window on the SiO2 film, epitaxial grow silicon at the window, and inhibit the silicon nucleation on the SiO2surface. When the window area is full of silicon, the lateral epitaxy can be carried out with a large ratio of the growth rate of transverse to longitudinal. The key of this method is how to inhibit the nucleation on SiO2. At present, the growth / corrosion process is used to solve this problem, that is, stop the growth after each growth period, and introduce HCl gas phase corrosion to remove the silicon deposited on SiO2. Then the second growth / corrosion was carried out until the window was full, and the growth / corrosion continued to be repeated for lateral growth. Finally, the silicon film was connected into a piece and grew to the required thickness, and the electrical properties and device properties of the obtained SOI structure were close to those of conventional epitaxial growth under the same conditions. At present, the polycrystalline nucleus on the SiO2 film can not be completely removed, which affects the quality of ELO film. In addition, the width of lateral growth is not very wide. 3. estructura soi formada por implantación de iones de oxígeno This method is also called SIMOX (separation by implantable oxygen). It is a method of forming SiO2 buried layer with stoichiometric ratio by oxygen ion implantation. The amount of oxygen ion implanted is about 1.2 ~ 1.8 × 10 / cm2. The depth of buried layer is related to the injected energy. If the depth of buried layer is 0.5 μ m, the injected energy is about 500kev. If the depth is 1um, 1MeV is needed In order to obtain the abrupt Si-SiO2 interface, the dose of oxygen ion implantation is usually over 1.8 × 1018 / cm2. When the dose is insufficient, twin layer will appear at the upper interface. Fig. 5-22 is a schematic diagram of the interface state between the injection dose and the silicon dioxide. After oxygen ion implantation, annealing heat treatment must be carried out at high temperature to form SiO2 and eliminate lattice damage. The treatment temperature is 1150 ~ 1250℃, and the time is 2H. Before annealing, the deposition of a layer of SiO2 on the surface of silicon wafer can improve the annealing effect and reduce the surface defects. El método simox es simple y fácil de obtener una buena capa monocristalina completamente compatible con la tecnología tradicional de dispositivos de silicio. Se puede decir que es la tecnología SOI más atractiva, pero la desventaja es que no se puede hacer en dispositivos tridimensionales. 4. Unión de la superficie del chip In this method, two silicon wafers are bonded together through the SiO2 layer on the surface, and then the back surface is thinned by corrosion and other methods to obtain SOI structure. One of the methods is to oxidize one of the two polishing pieces of silicon to form a SiO2 film, stick the other piece on it, heat treat in an oxygen atmosphere, and bond together through the polymerization of the silicon oxygen bond at the interface during the oxidation heat treatment. This method is relatively simple, but it is difficult to reduce the thickness. In addition, it requires high flatness of the film, otherwise the whole interface is difficult to fully fit. This method is developing rapidly. La tecnología SOI se ha estudiado durante muchos años y ha logrado algunos resultados. Muchos países industriales desarrollados han invertido muchos esfuerzos en este sentido. Una vez que se ha logrado un avance, sus perspectivas de aplicación son muy amplias.
|
