Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Созылған кремний – кремний атомдарының қалыпты атомдық арақашықтықтан тысқары созылатын кремний қабаты. Бұл кремний-германий (SiGe) субстратына кремний қабатын орналастыру арқылы жүзеге асырылады. Кремний қабатындағы атомдар астыңғы кремний-германий қабатындағы атомдармен (бұл кремний кристалдарының атомдарына қарағанда бір-бірінен сәл алыс орналасқан) тізіледі, соның салдарынан кремний атомдары арасындағы байланыстар созылады, осылайша созылған кремний пайда болады. Бұл кремний атомдарын бір-бірінен алыстату транзисторлар арқылы электрондардың қозғалысына кедергі келтіретін атомдық күштерді азайтады, соның нәтижесінде жылдамдық артады, чиптің өнімділігі жақсарып, энергия тұтынуы төмендейді. Бұл электрондардың 70%-ға жылдам қозғалуына мүмкіндік береді, ал созылған кремний транзисторлары 35%-ға жылдамрақ жұмыс істейді. Жақындағы жетістіктерге металл-органиктік бу фазалық эпитаксия (MOVPE) әдісін қолданып, металл-органиктік заттарды бастапқы көздер ретінде пайдалану жатады, мысалы, кремний көздері (силан және дихлорсилан) және германий көздері (герман, германий тетрахлориді және изобутилгерман). Кернеуді тудырудың жаңа әдістеріне германий мен көміртек сияқты кристалдық торға сәйкес келмейтін атомдармен бастапқы және ағынды бөліктерін допингтеу кіреді. P-арналы MOSFET-тің бастапқы және ағынды бөліктерінде 20%-ға дейін германий допингтеу арнада бір осьті қысымдық кернеу тудырады, бұл тесіктердің жылдамдығын арттырады. N-арналы MOSFET-тің бастапқы және ағынды бөліктерінде 0,25%-ға дейін көміртек допингтеу арнада бір осьті созу кернеуін тудырады, бұл электрондардың жылдамдығын арттырады. NMOS транзисторын жоғары кернеулі кремний нитрид қабатымен жабу – бұл бір осьті созу кернеуін жасаудың тағы бір жолы. MOSFET-ті жасау алдында арна қабатына кернеуді тудырудың пластина деңгейіндегі әдістерінен айырмашылығы, жоғарыда аталған әдістер транзистор арнасындағы тасымалдаушылардың жылдамдығын өзгерту үшін MOSFET жасау кезінде туындаған кернеуді пайдаланады.
Strained silicon is a layer of silicon in which the silicon atoms are stretched beyond their normal interatomic distance. This can be accomplished by putting the layer of silicon over a substrate of silicon–germanium (|auto=1|SiGe). As the atoms in the silicon layer align with the atoms of the underlying silicon germanium layer (which are arranged a little farther apart, with respect to those of a bulk silicon crystal), the links between the silicon atoms become stretched thereby leading to strained silicon. Moving these silicon atoms farther apart reduces the atomic forces that interfere with the movement of electrons through the transistors and thus better mobility, resulting in better chip performance and lower energy consumption. These electrons can move 70% faster allowing strained silicon transistors to switch 35% faster. More recent advances include deposition of strained silicon using metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) with metalorganics as starting sources, e. g. silicon sources (silane and dichlorosilane) and germanium sources (germane, germanium tetrachloride, and isobutylgermane). More recent methods of inducing strain include doping the source and drain with lattice mismatched atoms such as germanium and carbon. Germanium doping of up to 20% in the P channel MOSFET source and drain causes uniaxial compressive strain in the channel, increasing hole mobility. Carbon doping as low as 0.25% in the N channel MOSFET source and drain causes uniaxial tensile strain in the channel, increasing electron mobility. Covering the NMOS transistor with a highly stressed silicon nitride layer is another way to create uniaxial tensile strain. As opposed to wafer level methods of inducing strain on the channel layer prior to MOSFET fabrication, the aforementioned methods use strain induced during the MOSFET fabrication itself to alter the carrier mobility in the transistor channel.
Тарих
Кремнийді қысымға салу үшін германийді қолдану идеясы өріс әсері транзисторларын жақсарту мақсатында кем дегенде 1991 жылға дейін жетеді. 2000 жылы MIT есебі SiGe гетероструктурасына негізделген PMOS құрылғыларындағы теориялық және эксперименттік тесіктердің жылдамдығын зерттеді. 2003 жылы IBM компаниясы осы технологияның басты жақтаушыларының бірі болғаны хабарланды. 2002 жылы Intel компаниясы 2000 жылдың басында 90 нм X86 Pentium микропроцессорлар сериясында кернеулі кремний технологиясын қолданды. 2005 жылы Intel компаниясы AmberWave компаниясы тарапынан кернеулі кремний технологиясына қатысты патенттік құқықтарды бұзды деген айыппен сотқа берілді.
The idea of using germanium to strain silicon for the purpose of improving field effect transistors appears to go back at least as far as 1991. In 2000, an MIT report investigated theoretical and experimental hole mobility in SiGe heterostructure based PMOS devices. In 2003, IBM was reported to be among primary proponents of the technology. In 2002, Intel had featured strained silicon technology in its 90nm X86 Pentium microprocessors series in early 2000. In 2005 Intel was sued by AmberWave company for alleged patent infringement related to strained silicon technology.