集成电路制造工艺与工程应用电子书

简介: 适读人群 :集成电路设计工程师,半导体行业从业者,微电子和集成电路专业师生 本书提供PPT学习资料,大家关注“科技电眼”微信公众号,回复书后条码下方ISBN号即可获取。 温老师又出新书啦,《CMOS集成电路闩锁效应》已经正式面世,点击书名跳转!

参考文献

[1]A Wolf. Silicon Processing for VLSI Era, vol. 2-Process Intergration. California Sunset Beach, 1990.

[2]C Y Chang, S M Sze. ULSI Technology[M]. The McGraw-Hill companies, 1996.

[3]Caltex Clock-IC CT7004 in PMOS Technology, 1974.

[4]F. M. Wanlass, C. T. Sab. Nanowatt Logic Hsing Field Effect Metal Oxide Semiconductor Triodes[C]. 1963 Int. Solid State Circuit Conf., pp. 32-33(Feb. 1963).

[5]T Yuzubira, T Yamaguchi, J Lee. Submicron bipolar-CMOS technology using 16GHz ft double poly-Si bipolay devices[J]. IEDM Technology Digest, 1988:748.

[6]K Miyata. BiCMOS technology overview[J]. IEDM short course, 1987:1.

[7]A. R. Alvarez, BiCMOS Technology and Applications[J], Kluwer, Norwell, MA, 1989.

1Å=0.1nm=10

-10

m。

第2章

先进工艺制程技术

随着集成电路制程工艺技术不断发展到纳米级以下,为了不断改善器件的性能,半导体业界不断引入新的先进工艺技术,例如应变硅技术、HKMG技术、FD-SOI和FinFET技术。

通过介绍这些先进的工艺技术的物理机理和工艺实现过程,让广大的读者可以快速地了解这些先进的工艺技术。

2.1

应变硅工艺技术

应变硅技术是指通过应变材料产生应力,并把应力引向器件的沟道,改变沟道中硅材料的导带或者价带的能带结构,可以通过合理的器件设计来获得合适的应力方向从而减小能带谷内、谷间散射概率以及载流子(电子和空穴)沟道方向上的有效质量,达到增强载流子迁移率和提高器件速度的目的,通过应用应变硅技术制造集成电路的工艺称为应变硅工艺制程技术。

2.1.1 应变硅技术的概况

20世纪80年代,Si/SiGe异质结技术快速发展,应变硅技术开始出现。1985年,Abstreiter等人

[1]

在Si

1-x

Ge

x

合金衬底上外延生长应变硅,并观察到二维电子气,并基于Shubnikov-de Haas和回旋加速共振试验确定了硅导带中原六重简并的Δ6能谷分裂成低能量的二重Δ2能谷和高能量的四重Δ4能谷。但是,当时应变硅是生长在缺陷密度非常高的Si

1-x

Ge

x

层上,致使应变硅中的电子霍尔迁移率比体硅低。

1991年,贝尔实验室的Fitzgerald通过运用高温下Ge的组分渐变,降低了在Si

1-x

Ge

x

层上应变硅的位错密度,把位错密度从10

8

cm

-2

降低到10

6

cm

-2

,从而把二维电子气的迁移率从19000cm

2

/(V·s)提高到96000cm

2

/(V·s),所以应变硅中的电子霍尔迁移率比体硅有了显著提高

[2~4]

。Fitzgerald还提出了应变硅(Strained Silicon)的概念。

1992年,斯坦福大学的Welser等人

[5]

,在国际电子器件大会(IEDM)上,首次报道了制造在Ge的组分渐变缓冲层上的长沟道应变硅NMOS,该NMOS是以SiO

2

为栅介质,应变硅表面的沟道电子迁移率相对于体硅器件的提高了70%,也就是应变硅NMOS的速度提高70%。

1993年,Nayak等人

版权:机械工业出版社