将原子精度先进制造直接集成到硅制造中段工艺中
摘要
原子精度先进制造（APAM）向硅中掺杂足够的载流子以改变其电子结构，并可用于通过定义具有单原子突变边界的金属区域来创建新型器件。与门控硅晶体管制造的热和光刻工艺要求的不兼容性，阻碍了对 APAM 如何增强 CMOS 性能以及晶体管制造步骤如何加速新 APAM 器件概念发现的探索。在这项工作中，我们引入了一种 APAM 工艺，能够直接集成到晶体管制造工作流程的中段。我们展示了一种将溅射和退火与硬掩模相结合的工艺，保留了 APAM 的一个决定性特征——远超固溶度极限的掺杂密度，同时用另一个特征——原子精度——换取了与制造的兼容性。结合了晶体管和 APAM 电阻器的芯片的电学特性表明，APAM 模块仅通过增加电阻影响了晶体管，而没有改变晶体管本身。这一概念验证演示还概述了统一 APAM 工具的要求和限制，该工具可被引入制造环境，极大地扩展了这项技术的可及性，并激发了利用它创造新一代器件的灵感。
引用
@article{arxiv.2505.03622,
title = {Direct integration of atomic precision advanced manufacturing into middle-of-line silicon fabrication},
author = {E. M. Anderson and C. R. Allemang and A. J. Leenheer and S. W. Schmucker and J. A. Ivie and D. M. Campbell and W. Lepkowski and X. Gao and P. Lu and C. Arose and T. -M. Lu and C. Halsey and T. D. England and D. R. Ward and D. A. Scrymgeour and S. Misra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03622},
year = {2025}
}
备注
This article has been published by Applied Physics Reviews at https://pubs.aip.org/aip/apr/article/12/4/041402/3366930/Direct-integration-of-atomic-precision-advanced as part of Special Collection: Advances on Manufacturing and Next-generation Devices Towards CHIPS Act https://pubs.aip.org/apr/collection/433328/Advances-on-Manufacturing-and-Next-generation. Copyright 2025 Authors