اصول اساسی ، انتخاب مواد و روشهای فرآیند دروازه

در دنیای ترانزیستورها ، اگر ترانزیستور با یک "شیر آب" قابل کنترل مقایسه شود ، آنگاه دروازه مانند دریچه ای است که باز و بسته شدن شیر آب را کنترل می کند و اهمیت آن کاملاً آشکار است. با ورود فرآیندهای نیمه هادی به دوران نانومتر ، مواد دروازه و فرآیندهای تولید ادامه می یابد و به یکی از کلیدهای بهبود عملکرد دستگاه تبدیل می شود.

پیشینه فنی و اصل کار دروازه
0010-20132 6 "انتقال تیغه Assy
دروازه در یک ترانزیستور بین منبع و تخلیه قرار دارد و غلظت حامل ها در کانال نیمه هادی توسط یک ولتاژ کاربردی کنترل می شود ، به طوری که برای کنترل دقیق هدایت و برش جریان بین منبع و تخلیه. در مورد ترانزیستور فلزی اکسید-سمی (MOS) ، هنگامی که یک ولتاژ خاص به دروازه اعمال می شود ، یک کانال حامل در زیر لایه اکسید دروازه تشکیل می شود و جریان می تواند از منبع به سمت تخلیه جریان یابد و به حالت "روی" ترانزیستور برسد. برعکس ، هنگامی که ولتاژ دروازه زیر ولتاژ آستانه قرار می گیرد ، کانال ناپدید می شود و ترانزیستور در حالت "خاموش" قرار می گیرد.

تکامل مواد دروازه و انتخاب بحرانی

فرآیند توسعه مواد دروازه نشان دهنده پیشرفت تکراری فناوری نیمه هادی است و دستخوش تغییرات عمیقی از مواد سنتی به مواد فلزی پیشرفته شده است.

دروازه های سنتی Polysilicon: در گره های فرآیند اولیه ، Polysilicon به دلیل فرآیند بالغ و مسیر فنی ساده به طور گسترده اتخاذ می شود. با این حال ، از آنجا که اندازه ویژگی همچنان در حال کوچک شدن است ، نقص هایی از قبیل خصوصیات مقاومت ذاتی پلیسیلیکون و عدم سازگاری با مواد ثابت دی الکتریک بالا (K) به تدریج پدیدار می شود و منجر به بطری های عملکرد می شود.

دروازه های فلزی پیشرفته: برای غلبه بر محدودیت های دروازه های Polysilicon ، این صنعت به مواد فلزی با مقاومت کم ، هدایت زیاد و سازگاری فرآیند خوب روی می آورد. به عنوان مثال ، فلزاتی مانند تنگستن (W) ، تیتانیوم (TI) ، Tantalum (TA) ، کبالت (CO) یا سیلیکیدهای فلزی مربوطه به تدریج در این فرآیند وارد می شوند تا الزامات تراشه های کم مصرف و با کارایی بالا را برآورده کنند.

مواد تنظیم عملکرد کار: به منظور دستیابی به تنظیم دقیق تر ولتاژ ولتاژ آستانه (VT) ، طراحان اغلب لایه های فلزی را با عملکردهای مختلف کار برای دستگاه های MOS از نوع N و P انتخاب می کنند. این طراحی متمایز در انتخاب مواد ، عملکرد دستگاه را برای استفاده بهینه در برنامه های مختلف مدار بهینه می کند.

توضیح دقیق فرآیندهای کلیدی تولید دروازه
0010-20129 6 "مونتاژ تیغه بافر
با تولید نیمه هادی وارد دوره دقت نانو ، ساخت ساختار دروازه به یک لینک فناوری کلیدی تبدیل شده است که ادغام مواد دقیق و فرآیند تولید با دقت بالا است.

1. رسوب لایه اتمی (ALD): فناوری ALD لایه های عایق ثابت دی الکتریک بسیار نازک و یکنواخت (مانند اکسید حفنیوم) و فیلم های فلزی را از طریق یک فرآیند رسوب دقیق لایه اتمی توسط لایه اتمی تهیه می کند. مزایای ALD در یکنواختی ضخامت فیلم و کنترل خوب رابط ، که باعث کاهش جریان نشت و مصرف برق در گره فرآیند نانو می شود.

2. پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP): در فرآیند تهیه دروازه ، فرآیند CMP سطح مواد دروازه را صاف می کند تا از صاف بودن رابط بین دروازه و سایر سازه ها اطمینان حاصل شود. این فرایند از آلودگی و ناسازگاری مواد فلزی در فرآیند تولید بعدی جلوگیری می کند و عملکرد و پایداری عملکرد دستگاه را تضمین می کند.

3. الگوی و فناوری اچینگ دقیق: فناوری فوتولیتوگرافی همراه با فرآیند اچینگ خشک برای تکمیل تعریف ساختار خوب از دروازه. در نانو ، صحت کنترل خط پهنای باند و پایداری توپوگرافی اچ بسیار مهم است ، که نه تنها بر عملکرد دستگاه تأثیر می گذارد ، بلکه قابلیت اطمینان کلی تراشه را نیز دارد.