Naprężony silikon
Naprężony krzem to warstwa krzemu , w której atomy krzemu są rozciągnięte poza ich normalną odległość międzyatomową. Można to osiągnąć poprzez nałożenie warstwy krzemu na podłoże krzemowo -germanowe ( Si Ge ). Gdy atomy w warstwie krzemu zrównają się z atomami leżącej pod spodem warstwy krzemu i germanu (które są rozmieszczone nieco dalej od siebie w stosunku do atomów w masowym krysztale krzemu), połączenia między atomami krzemu ulegają rozciągnięciu, co prowadzi do naprężenia krzem. Oddalanie tych atomów krzemu od siebie zmniejsza siły atomowe, które zakłócają ruch elektronów przez tranzystory, a tym samym lepszą mobilność , co skutkuje lepszą wydajnością chipa i niższym zużyciem energii. Te elektrony mogą poruszać się o 70% szybciej, umożliwiając przełączanie tranzystorów krzemowych o 35% szybciej.
Nowsze postępy obejmują osadzanie naprężonego krzemu przy użyciu metaloorganicznej epitaksji z fazy gazowej ( MOVPE ) z metaloorganicznymi źródłami wyjściowymi, np. źródłami krzemu ( silan i dichlorosilan ) oraz źródłami germanu ( german , tetrachlorek germanu i izobutylogerman ).
Nowsze metody indukowania naprężeń obejmują domieszkowanie źródła i drenażu niedopasowanymi atomami sieci, takimi jak german i węgiel . Domieszkowanie germanem do 20% w źródle i drenie tranzystora MOSFET z kanałem P powoduje jednoosiowe naprężenie ściskające w kanale, zwiększając ruchliwość otworu. Domieszkowanie węglem na poziomie zaledwie 0,25% w N-kanałowym źródle i drenie MOSFET powoduje jednoosiowe naprężenie rozciągające w kanale, zwiększając ruchliwość elektronów . Pokrycie tranzystora NMOS mocno obciążonym azotku krzemu to kolejny sposób na wytworzenie jednoosiowego naprężenia rozciągającego. W przeciwieństwie do metod na poziomie płytek indukujących naprężenia w warstwie kanału przed wytworzeniem MOSFET-u, wyżej wymienione metody wykorzystują naprężenia indukowane podczas samego wytwarzania MOSFET-u w celu zmiany ruchliwości nośnika w kanale tranzystora.
Historia
Pomysł wykorzystania germanu do naprężenia krzemu w celu ulepszenia tranzystorów polowych wydaje się sięgać co najmniej 1991 roku.
W 2000 roku raport MIT zbadał teoretyczną i eksperymentalną mobilność dziur w urządzeniach PMOS opartych na heterostrukturze SiGe.
W 2003 roku IBM był jednym z głównych propagatorów tej technologii.
W 2002 roku Intel zastosował napiętą technologię krzemową w swojej serii mikroprocesorów X86 Pentium 90 nm na początku 2000 roku. W 2005 roku firma AmberWave pozwała Intela za domniemane naruszenie patentu związane z napiętą technologią krzemową.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Rozwój nowych prekursorów germanu dla epitaksji SiGe ; Prezentacja na 210. spotkaniu ECS (SiGe Symposium), Cancun, Meksyk, 29 października 2006 r.
- Bezpieczniejsze alternatywne ciekłe prekursory germanu dla warstw SiGe o zrelaksowanym gradacji i naprężonego krzemu firmy MOVPE ; Deo V. Shenai, Ronald L. DiCarlo, Michael B. Power, Artashes Amamchyan, Randall J. Goyette i Egbert Woelk ; Journal of Crystal Growth, tom 298, strony 172-175, 7 stycznia 2007.