結論:STI(Shallow Trench Isolation:浅溝素子分離)は、シリコン基板に浅いトレンチ(溝)を彫り、絶縁体(SiO₂)で埋めてトランジスタ間を電気的に分離する技術。0.35μm世代以降の標準プロセスであり、現在の先端ノードまで使われている。
目次
STIとは何か・なぜ必要か
集積回路では数億〜数十億個のトランジスタが隣り合って配置される。各トランジスタが互いに干渉しないよう電気的に分離する「素子分離」技術が必須だ。従来のLOCOS(選択酸化)法は平坦性の悪さと「バーズビーク」(酸化膜がトランジスタ領域に食い込む現象)の問題でSTIに置き換わった。
STI形成の流れ:①エッチングでウェハ表面に溝(深さ300〜500nm)を形成、②熱酸化膜で溝内壁を覆い、CVDでSiO₂を埋め込む、③CMPで表面を平坦化してトレンチ以外のSiO₂を除去する。
先端ノードでの課題
微細化が進むとSTIトレンチ幅が20nm以下になり、埋め込み特性(ボイドなし)と平坦性の両立が難しくなる。これに対してALD(原子層堆積)による高アスペクト比対応の埋め込みや、フルボトムアップ埋め込み技術が開発されている。3nm以降のFinFETやGAAトランジスタでは、STI形成精度がトランジスタ特性に直結する。
投資・M&A視点
STI形成には複数の工程(エッチング・CVD・CMP)が関わる。LAM Research・TELがエッチング・CVD装置を、Applied MaterialsがCMP・CVD装置を供給する。STI工程の微細化対応で各工程装置の更新需要が継続的に発生しており、半導体装置全体の需要分析においてSTI工程の動向は重要な指標となる。
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