Poly-si στη δημιουργία τσιπ

Πολυ-si

Το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο (πολυ) είναι ένα μη μονοκρυσταλλικό υλικό πυριτίου που αποτελείται από αμέτρητους μικροσκοπικούς κόκκους πυριτίου. Σε αντίθεση με το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο, όπως τα υποστρώματα πυριτίου, το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο συνήθως έχει μεγέθη κόκκων μεταξύ δεκάδων έως εκατοντάδων νανομέτρων, με όρια κόκκων μεταξύ των κόκκων.

0020-24896 Δαχτυλίδι καλύμματος 6 "SST 101 al

Μέθοδος σύνθεσης του πολυσυνικού: διαδικασία LPCVD

Η εναπόθεση χημικών ατμών χαμηλής πίεσης είναι η επικρατούσα τεχνολογία για την παρασκευή πολυσυριτίνου, ο πυρήνας του οποίου είναι η θερμική αποσύνθεση του σιλανίου (SIH₄) για να σχηματίσουν άτομα πυριτίου και να τα καταθέσουν σε ταινίες.

SIH4 → SI +2 H2 ↑

Το άμορφο πυρίτιο σχηματίζεται σε χαμηλές θερμοκρασίες (<600°C) and polysilicon is formed at high temperatures (>6 0 0 βαθμός). Η πίεση του θαλάμου της αντίδρασης διατηρείται στο 0.

Σύνθεση τύπου ρ και πολυσυριικού τύπου Ν

Ο αγώγιμος τύπος πολυσιλικού επιτυγχάνεται από το ντόπινγκ, το οποίο χωρίζεται σε τύπου Ρ (τύπου βορίου) και Ν-τύπου (φωσφόρου\/αρσενικού) και οι μέθοδοι διεργασίας περιλαμβάνουν την εμφύτευση ιόντων και τον επιτόπιο ντόπινγκ:

Εμπιστοποίηση ιόντων (mainstream technology)

Ντόπινγκ τύπου Ν: έγχυση φωσφόρου (p⁺) ή αρσενικού (AS⁺), δόση 1 × 10 ⁵-1 × 10 ⁶ cm⁻2, ενέργεια 10-50 kev;

DOPING τύπου P: Το βόριο (B⁺) εγχέεται σε δόση παρόμοια με την ενέργεια.

Ενεργοποίηση ανόπτησης: Ταχεία θερμική ανόπτηση (RTA, 900-1000 βαθμός) επισκευάζει τη βλάβη του πλέγματος και ενεργοποιεί τα άτομα ακαθαρσιών.

In-situ doping (σύγχρονο ντόπινγκ στο LPCVD)

Gas Doping: ανάμειξη PH₃ (τύπου Ν) ή B₂H₆ (τύπου P) στο SiH₄ για την απευθείας κατάθεση του Polysilicon με προσώπου.

Πλεονεκτήματα: Η βλάβη της έγχυσης αποφεύγεται, αλλά ο έλεγχος της ομοιομορφίας του ντόπινγκ είναι δύσκολος.

Ο κεντρικός ρόλος του πολυσιλικού στην κατασκευή τσιπ ‍‍‍‍

Υλικό πύλης τρανζίστορ

Το polysilicon εναποτίθεται σε ένα μέσο μονωτικής πύλης → doped → χαραγμένο και σχηματίζεται → ανόπτηση σε υψηλές θερμοκρασίες. Μετά το ντόπινγκ, η αντίσταση είναι τόσο χαμηλή όσο 10 ω · cm και το σήμα ελέγχου μεταδίδεται. Η λειτουργία εργασίας προσαρμόζεται με ντόπινγκ τύπου N\/P (N-Poly για NMOS, P-Poly για PMOs).

Μεταφορά μοτίβο στρώμα σκληρής μάσκας

Όταν χάραξε βαθιά αυλακώσεις ή δομές υψηλής αναλογίας διαστάσεων, η σκληρότητα του πολυσυριικού (6.5 στην κλίμακα MOHS) προστατεύει το υποκείμενο υλικό. απόθεση 500 nm Πολυκρυσταλλικά στρώματα πυριτίου. Η λιθογραφία ορίζει το πρότυπο. Ξηρή χάραξη του πολυσυνικού (πλάσμα CL₂\/HBR). Το polysilicon χρησιμοποιείται ως μάσκα για να χαράξει το υποκείμενο μέσο\/μέταλλο.

Σημεία σύνδεσης ενδιάμεσης διαδικασίας (MEOL)

Δημιουργεί επαφή χαμηλής αντοχής μεταξύ πολυσυριτίνα και μετάλλων (π.χ. βολφραμικό, κοβάλτιο). Το πυριτίο με ντοπέτο εναποτίθεται στους πόρους επαφής ως μεταβατικό στρώμα μεταξύ του μεταλλικού και του υποστρώματος πυριτίου για να μειώσει το φράγμα Schottky. Συνδέστε τις γειτονικές συσκευές με το Polysilicon σε μια ρηχή περιοχή απομόνωσης τάφρων (STI).

Έλεγχος λειτουργίας αγώγιμου στρώματος και εργασίας

Στα FinFETs, το Polysilicon συνδέεται με ένα μέσο υψηλού Κ, όπως το HFO₂ για τη ρύθμιση της τάσης κατωφλίου με τύπο ντόπινγκ και συγκέντρωση. Η λειτουργία εργασίας του polysilicon τύπου n 4.1 eV, που ταιριάζει με το κανάλι NMOS. Η λειτουργία εργασίας του Polysilicon τύπου P είναι ≈ 5.2 eV, η οποία είναι κατάλληλη για τις απαιτήσεις PMOS.