Современные тенденции развития производства полупроводникового кремния

Стратегия развития технологии кремния определяется в первую очередь требованиями микроэлектроники. В ближайший год будут использоваться пластины диаметром 300 мм. К 2015 г. диаметр Si пластин увеличится до 675 мм.

Усложнение ИС сопровождается ужесточением требований к качеству пластин. При этом при одновременном увеличении диаметра пластины необходимо добиться повышения плоскостности, снижения уровня поверхностного загрязнения, повышения структурного совершенства и однородности исходного монокристалла. Это очень сложная задача.

По мере уменьшения топологических размеров рабочих элементов ИС, а также глубины залегания p-n переходов и толщины слоя подзатворного диэлектрика характеристики транзисторов все больше зависят от характеристик поверхности и приповерхностного слоя пластины. В результате требования к поверхностным свойствам пластины будут значительно ужесточаться, а к объемным вообще могут кардинально измениться.

Резкое увеличение плотности монтажа и уменьшение размеров рабочих элементов ИС обуславливает необходимость снижения рабочих токов и напряжений. В таких условиях существенно возрастает роль посторонних шумов. Поэтому ужесточаются требования к чистоте, структурному совершенству и микронеоднородности активной приборной области. Особенно высокими становятся требования по содержанию примесей, способных образовывать электрически и рекомбинационно активные центры. В связи с этим проблема чистоты превращается в одну из наиболее глобальных. Это касается всех стадий цикла изготовления ИС, начиная с производства особочистого поликристаллического кремния. Очень важную роль в решении этой проблемы должна сыграть разработка особочистых исходных и вспомогательных материалов. Для этого необходимо разработать эффективные технологии и оборудование для производства широкого набора технологических газов, контейнерных материалов, металлов, химических реагентов, содержащих остаточные примеси на уровне 10-7-10-8%. Для проведения разработок такого рода в свою очередь требуется создание высокочувствительных методов анализа, обеспечивающих возможность определения загрязнений на уровне 10-9-10-10%, и использование особочистых рабочих помещений. Однако создание абсолютно чистых производств малореально. Поэтому резко возрастает роль процессов геттерирования остаточных примесей и дефектов. В связи с этим возникает необходимость в создании эффективных геттерирующих сред. Для решения этой проблемы необходимо разработать надежные методы управления дефектным состоянием системы и, прежде всего, состоянием комплекса собственных точечных дефектов в кристаллической матрице как на стадиях выращивания монокристаллов и изготовления пластин, так и на стадиях формирования отдельных элементов ИС.

You can leave a response, or trackback from your own site.

Leave a Reply