El silicio deformado es una capa de silicio en la que los átomos de silicio se estiran más allá de su distancia interatómica normal. [1] Esto se puede lograr colocando la capa de silicio sobre un sustrato de silicio-germanio ( Si Ge ). A medida que los átomos de la capa de silicio se alinean con los átomos de la capa de silicio-germanio subyacente (que están dispuestos un poco más separados, con respecto a los de un cristal de silicio a granel), los enlaces entre los átomos de silicio se estiran, lo que conduce al silicio deformado. Mover estos átomos de silicio más lejos reduce las fuerzas atómicas que interfieren con el movimiento de los electrones a través de los transistores y, por lo tanto, una mejor movilidad , lo que resulta en un mejor rendimiento del chip y un menor consumo de energía. Estos electrones pueden moverse un 70% más rápido, lo que permite que los transistores de silicio deformado cambien un 35% más rápido.
Los avances más recientes incluyen la deposición de silicio deformado utilizando epitaxia en fase de vapor de compuestos metalorgánicos ( MOVPE ) con compuestos metalorgánicos como fuentes de partida, por ejemplo, fuentes de silicio ( silano y diclorosilano ) y fuentes de germanio ( germano , tetracloruro de germanio e isobutilgermano ).
Los métodos más recientes para inducir tensión incluyen dopar la fuente y el drenaje con átomos desapareados en la red, como el germanio y el carbono . [2] El dopaje con germanio de hasta el 20 % en la fuente y el drenaje del MOSFET de canal P provoca una tensión de compresión uniaxial en el canal, lo que aumenta la movilidad de los huecos. El dopaje con carbono de tan solo el 0,25 % en la fuente y el drenaje del MOSFET de canal N provoca una tensión de tracción uniaxial en el canal, lo que aumenta la movilidad de los electrones . Cubrir el transistor NMOS con una capa de nitruro de silicio altamente estresada es otra forma de crear una tensión de tracción uniaxial. A diferencia de los métodos a nivel de oblea para inducir tensión en la capa del canal antes de la fabricación del MOSFET, los métodos antes mencionados utilizan la tensión inducida durante la propia fabricación del MOSFET para alterar la movilidad de los portadores en el canal del transistor.
La idea de utilizar germanio para tensar el silicio con el fin de mejorar los transistores de efecto de campo parece remontarse al menos a 1991. [3]
En 2000, un informe del MIT investigó la movilidad de huecos teórica y experimental en dispositivos PMOS basados en heteroestructuras de SiGe. [4]
En 2003, se informó que IBM estaba entre los principales defensores de la tecnología. [5]
En 2002, Intel había presentado tecnología de silicio tensado en su serie de microprocesadores Pentium X86 de 90 nm a principios de 2000. [5] En 2005, la empresa AmberWave demandó a Intel por supuesta infracción de patente relacionada con la tecnología de silicio tensado. [ cita requerida ]