Производство на чипови: процеси на тенок филм

Кој е основниот вовед во процесите на тенок филм?

Процесот на таложење на полупроводнички тенок филм е суштинска компонента на модерната микроелектронска технологија. Тоа вклучува изградба на сложени интегрирани кола со депонирање на еден или повеќе тенки слоеви материјал на полупроводничка подлога. Овие тенки филмови може да бидат метали, изолатори или полупроводнички материјали, при што секој игра различна улога во различни слоеви на чипот, како што се спроводливост, изолација и заштита. Квалитетот на овие тенки фолии директно влијае на перформансите, сигурноста и цената на чипот. Затоа, развојот на технологијата за таложење на тенок филм е од значајна важност за индустријата за полупроводници.

Како се класифицираат процесите на тенок филм?

Во моментов, мејнстрим опремата и техниките за таложење на тенок филм вклучуваатФизичко таложење на пареа (PVD), хемиско таложење на пареа (CVD) и таложење на атомски слој (ALD). Овие три техники значително се разликуваат во нивните принципи на таложење, материјали, применливи филмски слоеви и процеси.

1. Физичко таложење на пареа (PVD)

Физичкото таложење на пареа (PVD) е чисто физички процес каде што материјалите се испаруваат преку испарување или распрскување, а потоа се кондензираат на подлогата за да формираат тенок слој.

Вакуумско испарување: Материјалите се загреваат до испарување во услови на висок вакуум и се депонираат на подлогата.

Распрскување: Гасните јони генерирани со испуштање гас го бомбардираат целниот материјал со голема брзина, отстранувајќи ги атомите кои формираат филм на подлогата.

Јонско обложување: Ги комбинира предностите на вакуумското испарување и прскањето, каде што испаруваниот материјал делумно се јонизира во просторот за празнење и се привлекува кон подлогата за да формира филм.

Карактеристики: ПВД вклучува само физички промени без хемиски реакции.

2. Хемиско таложење на пареа (CVD)

Хемиско таложење на пареа (CVD) е техника која вклучува хемиски реакции во гасна фаза за да се формираат цврсти тенки филмови на подлогата.

Конвенционален CVD: Погоден за депонирање на различни диелектрични и полупроводнички филмови.

CVD засилена со плазма (PECVD): Користи плазма за подобрување на реакциската активност, погодна за таложење на ниски температури.

CVD со висока густина на плазма (HDPCVD): Овозможува истовремено таложење и офорт, нудејќи одлични можности за пополнување празнини со висок сооднос.

Субатмосферски CVD (SACVD): Постигнува одлични способности за пополнување дупки во услови под висок притисок со користење на високо реактивни кислородни радикали формирани на високи температури.

Метално-органски CVD (MOCVD): Погоден за полупроводнички материјали како GaN.

Карактеристики: CVD вклучува реактанти во гасна фаза како што се силин, фосфин, боран, амонијак и кислород, кои произведуваат цврсти филмови како нитриди, оксиди, оксинитриди, карбиди и полисилициум под услови на висока температура, висок притисок или плазма.

3. Депонирање на атомски слој (ALD)

Атомско таложење на слој (ALD) е специјализирана CVD техника која вклучува наизменично импулсно воведување на два или повеќе реактанти, со што се постигнува прецизно таложење со еден атомски слој.

Термички ALD (TALD): Користи топлинска енергија за адсорпција на претходници и последователни хемиски реакции на подлогата.

Плазма-Enhanced ALD (PEALD): ја користи плазмата за да ја подобри активноста на реакцијата, овозможувајќи побрзи стапки на таложење при пониски температури.

Карактеристики: ALD нуди прецизна контрола на дебелината на филмот, одлична униформност и конзистентност, што го прави многу погоден за раст на филмот во структури со длабоки ровови.

Како се применуваат различни процеси на тенок филм кај чиповите?

Метални слоеви: PVD првенствено се користи за таложење на ултра-чист метал и нитридни филмови од преодни метали, како што се алуминиумски влошки, метални тврди маски, бакарни бариерни слоеви и слоеви од бакарни семиња.

Ал подлога: Влошки за врзување за ПХБ.

Метална тврда маска: Најчесто TiN, што се користи во фотолитографијата.

Cu бариерен слој: Често TaN, ја спречува дифузијата на Cu.

Cu семе слој: Чиста Cu или Cu легура, што се користи како семенски слој за последователно галванизација.

Диелектрични слоеви: CVD главно се користи за депонирање на различни изолациони материјали како нитриди, оксиди, оксинитриди, карбиди и полисилициум, кои изолираат различни компоненти на колото и ги намалуваат пречките.

Оксиден слој на портата: Ги изолира портата и каналот.

Меѓуслоен диелектрик: Изолира различни метални слоеви.

Бариерни слоеви: PVD се користи за да се спречи дифузија на метал и да се заштитат уредите од контаминација.

Cu бариерен слој: Спречува дифузија на бакар, обезбедувајќи перформанси на уредот.

Тврди маски: PVD се користи во фотолитографијата за да помогне во дефинирањето на структурите на уредот.

Метална тврда маска: Најчесто TiN, што се користи за дефинирање на обрасци.

Самопорамнети двојни шаблони (SADP): ALD користи разделувачки слоеви за пофини модели, погодни за производство на структури на перки во FinFET.

FinFET: Користи разделувачки слоеви за создавање тврди маски на рабовите на основните обрасци, постигнувајќи множење на просторната фреквенција.

High-K Metal Gate (HKMG): ALD се користи за депонирање на материјали со висока диелектрична константа и метални порти, подобрувајќи ги перформансите на транзисторот, особено во процесите од 28 nm и под.

Диелектричен слој со висока содржина на К: HfO2 е најчестиот избор, а ALD е префериран метод на подготовка.

Метална порта: Развиена поради некомпатибилноста на Hf елементите со полисиликонските порти.

Други апликации: ALD е исто така широко користен во бакарни меѓусебно поврзувачки дифузни бариерни бариери и други технологии.

Слој на дифузија на бариера за интерконекција на бакар: Спречува дифузија на бакар, заштитувајќи ги перформансите на уредот.

Од горенаведениот вовед, можеме да забележиме дека PVD, CVD и ALD имаат уникатни карактеристики и предности, играјќи незаменливи улоги во производството на полупроводници. PVD главно се користи за таложење на метални фолии, CVD е погоден за различни таложења на диелектрични и полупроводнички филмови, додека ALD се истакнува во напредните процеси со својата супериорна контрола на дебелината и способностите за покривање чекори. Постојаниот развој и усовршување на овие технологии обезбедуваат цврста основа за напредокот на индустријата за полупроводници.**

Ние во Semicorex сме специјализирани заCVD SiC/TaC компоненти за обложувањесе применува во производството на полупроводници, ако имате какви било прашања или ви требаат дополнителни детали, ве молиме не двоумете се да стапите во контакт со нас.

Телефон за контакт: +86-13567891907

Е-пошта: sales@semicorex.com