פולי-סי ביצירת שבבים

פולי-סי

סיליקון פולי-קריסטלי (פולי) הוא חומר סיליקון שאינו מונוקריסטלי המורכב מאינספור גרגרי סיליקון זעירים. שלא כמו סיליקון מונוקריסטלי, כמו מצעי סיליקון, בדרך כלל סיליקון פוליקריסטלי יש גדלי תבואה בין עשרות למאות ננומטר, עם גבולות התבואה בין דגנים.

0020-24896 טבעת כיסוי 6 "SST 101 AL

שיטת סינתזה של פוליסיליקון: תהליך LPCVD

תמצית אדים כימית בלחץ נמוך היא הטכנולוגיה המיינסטרימית להכנת פוליסיליקון, שגרעתה היא הפירוק התרמי של סילאן (SIH₄) ליצירת אטומי סיליקון ולהפקיד אותם לסרטים.

Sih4 → Si +2 H2 ↑

סיליקון אמורפי נוצר בטמפרטורות נמוכות (<600°C) and polysilicon is formed at high temperatures (>6 0 0 תואר). לחץ תא התגובה נשמר בשעה 0. 1-1 טור (סביבת לחץ נמוך משפרת את אחידות הסרטים).

סינתזה של P-Type ו- N-Type Polysilicon

הסוג המוליך של פוליסיליקון מושג על ידי סמים, המחולק לסוג P (בורון מסומם) ו- N (זרחן\/ארסן-מסומם), ושיטות התהליך כוללות השתלת יונים וסמים במקום:

השתלת יונים (טכנולוגיית הזרם המרכזי)

סמים מסוג N: הזרקת זרחן (p⁺) או ארסן (as⁺), מינון 1 × 10⁵-1 × 10⁶ ס"מ², אנרגיה 10-50 kev;

סמים מסוג P: בורון (B⁺) מוזרק במינון הדומה לאנרגיה;

הפעלת חישול: חישול תרמי מהיר (RTA, 900-1000 תואר) מתקן נזק לסריג ומפעיל אטומי טומאה.

סמים במקום (סמים סינכרוניים ב- LPCVD)

סמים גז: ערבוב ph₃ (סוג N) או B₂H₆ (P-TYPE) ב- SIH₄ כדי להפקיד ישירות פוליסיליקון מסומם;

יתרונות: נמנע נזק להזרקה, אך בקרת אחידות סמים קשה.

התפקיד המרכזי של פוליסיליקון בייצור שבבים ‍‍‍‍

חומר שער טרנזיסטור

פוליסיליקון מופקד על מדיום מבודד שער → מסומם → חרוט ונוצר → מבולבל בטמפרטורות גבוהות. לאחר הסמים, ההתנגדות נמוכה כמו 10⁻⁴ Ω · ס"מ, ואות הבקרה מועבר. פונקציית העבודה מותאמת על ידי סמים מסוג N\/P (N-Poly עבור NMOS, P-Poly עבור PMOS).

דפוס העברת שכבת מסכה קשה

כאשר מחריטים חריצים עמוקים או מבני יחס גובה -רוחב גבוהים, קשיות הפוליסיליקון (6.5 בסולם MOHS) מגנה על החומר הבסיסי. תצהיר של 500 ננומטר שכבות סיליקון פולי -קריסטליות; ליטוגרפיה מגדירה את התבנית; תחריט יבש של פוליסיליקון (פלזמה Cl₂\/HBR); פוליסיליקון משמש כמסיכה לחריטת המדיום\/המתכת הבסיסי.

תהליך ביניים (MEOL) נקודות חיבור ליצירת קשר

זה יוצר קשר עם התנגדות נמוכה בין פוליסיליקון למתכות (למשל טונגסטן, קובלט). סיליקון מסומם מופקד בנקבוביות המגע כשכבת מעבר בין המתכת למצע הסיליקון כדי להפחית את מחסום שוטקי; חבר מכשירים סמוכים עם פוליסיליקון באזור בידוד תעלה רדוד (STI).

שכבה מוליכה ובקרת פונקציות עבודה

ב- Finfets, פוליסיליקון מחויב למדיום גבוה-K כמו HFO₂ כדי לווסת את מתח הסף לפי סוג וריכוז סמים. פונקציית העבודה של Polysilicon מסוג N 4.1 eV, תואמת את ערוץ ה- NMOS; פונקציית העבודה של polysilicon מסוג P היא ≈ 5.2 eV, המתאימה לדרישות PMOS.