半導(dǎo)體外延
硅及鍺硅外延工藝在現(xiàn)代集成電路制造中應(yīng)用十分廣泛,概括起來主要包括:
1.硅襯體外延:硅片制造中為了提高硅片的品質(zhì)通常在硅片上外延一層純凈度更高的本征硅，或者在高攙雜硅襯底上生長(zhǎng)外延層以防止器件的閂鎖（latch up)效應(yīng)。
2.異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（Hetero-junction Bipolar Transistor,簡(jiǎn)稱HBT）基區(qū)（base）異質(zhì)結(jié)SiGe外延：其原理是在基區(qū)摻入Ge組分，通過減小能帶寬度，從而使基區(qū)少子從發(fā)射區(qū)到基區(qū)跨越的勢(shì)壘高度降低，從而提高發(fā)射效率，因而，很大程度上提高了電流放大系數(shù)。在滿足一定的放大系數(shù)的前提下，基區(qū)可以重?fù)诫s，并且可以做得較薄，這樣就減少了載流子的基區(qū)渡越時(shí)間，從而提高期間的截止頻率（Cut-off Frequency）,這正是異質(zhì)結(jié)在超高速，超高頻器件中的優(yōu)勢(shì)所在。
3.CMOS源（source）漏（drain）區(qū)選擇性Si/SiGe外延：進(jìn)入90nm工藝時(shí)代后，隨著集成電路器件尺寸的大幅度減少，源漏極的結(jié)深越來越淺，需要采用選擇性外延技（SEG）以增厚源漏極（elevated source/drain）來作為后續(xù)硅化（silicide）反應(yīng)的犧牲層（ sacrificial layer）,從而降低串聯(lián)電阻，有報(bào)道稱這項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)致了飽和電流（Idsat）有15%的增加。而對(duì)于正在研發(fā)中的65/45nm技術(shù)工藝，有人采用對(duì)PMOS源漏極刻蝕后外延SiGe層來引入對(duì)溝道德壓應(yīng)力（compressive stress）,以提高孔穴（hole）的遷移率（mobility）,據(jù)報(bào)道稱實(shí)現(xiàn)了飽和電流（Idsat）35%的增加。
4.應(yīng)變硅（strain silicon）外延：在松弛(relaxed)的SiGe層上面外延Si,由于Si跟SiGe晶格常數(shù)失配而導(dǎo)致Si單晶層受到下面SiGe層的拉伸應(yīng)力（tensile stress）而使得電子的遷移率（mobility）得到增大，而Idsat得增大意味著器件響應(yīng)速度的提高，這項(xiàng)技術(shù)正成為各國(guó)研究熱點(diǎn)。
