Pembuatan Cip: Proses Filem Nipis

Apakah Pengenalan Asas kepada Proses Filem Nipis?

Proses pemendapan filem nipis semikonduktor adalah komponen penting teknologi mikroelektronik moden. Ia melibatkan pembinaan litar bersepadu yang kompleks dengan mendepositkan satu atau lebih lapisan nipis bahan pada substrat semikonduktor. Filem nipis ini boleh menjadi logam, penebat atau bahan semikonduktor, masing-masing memainkan peranan yang berbeza dalam pelbagai lapisan cip, seperti pengaliran, penebat dan perlindungan. Kualiti filem nipis ini secara langsung memberi kesan kepada prestasi, kebolehpercayaan dan kos cip. Oleh itu, pembangunan teknologi pemendapan filem nipis adalah penting kepada industri semikonduktor.

Bagaimanakah Proses Filem Nipis dikelaskan?

Pada masa ini, peralatan dan teknik pemendapan filem nipis arus perdana termasukPemendapan Wap Fizikal (PVD), Pemendapan Wap Kimia (CVD) dan Pemendapan Lapisan Atom (ALD). Ketiga-tiga teknik ini berbeza dengan ketara dalam prinsip pemendapan, bahan, lapisan filem yang berkenaan dan prosesnya.

1. Pemendapan Wap Fizikal (PVD)

Pemendapan Wap Fizikal (PVD) ialah proses fizikal semata-mata di mana bahan diwap melalui penyejatan atau percikan dan kemudian terpeluwap pada substrat untuk membentuk filem nipis.

Penyejatan Vakum: Bahan dipanaskan hingga pengewapan di bawah keadaan vakum yang tinggi dan didepositkan ke substrat.

Sputtering: Ion gas yang dihasilkan oleh pelepasan gas membedil bahan sasaran pada kelajuan tinggi, mencabut atom yang membentuk filem pada substrat.

Penyaduran Ion: Menggabungkan kelebihan penyejatan vakum dan sputtering, di mana bahan terwap sebahagiannya terion dalam ruang nyahcas dan tertarik kepada substrat untuk membentuk filem.

Ciri-ciri: PVD hanya melibatkan perubahan fizikal tanpa tindak balas kimia.

2. Pemendapan Wap Kimia (CVD)

Pemendapan Wap Kimia (CVD) ialah teknik yang melibatkan tindak balas kimia fasa gas untuk membentuk filem nipis pepejal pada substrat.

CVD konvensional: Sesuai untuk menyimpan pelbagai filem dielektrik dan semikonduktor.

Plasma-Enhanced CVD (PECVD): Menggunakan plasma untuk meningkatkan aktiviti tindak balas, sesuai untuk pemendapan suhu rendah.

CVD Plasma Berketumpatan Tinggi (HDPCVD): Membenarkan pemendapan dan goresan serentak, menawarkan keupayaan mengisi jurang nisbah aspek tinggi yang sangat baik.

CVD Sub-Atmosfera (SACVD): Mencapai keupayaan mengisi lubang yang sangat baik di bawah keadaan tekanan tinggi dengan menggunakan radikal oksigen sangat reaktif yang terbentuk pada suhu tinggi.

Metal-Organic CVD (MOCVD): Sesuai untuk bahan semikonduktor seperti GaN.

Ciri-ciri: CVD melibatkan bahan tindak balas fasa gas seperti silane, fosfin, borana, ammonia dan oksigen, menghasilkan filem pepejal seperti nitrida, oksida, oksinitrida, karbida dan polisilikon di bawah keadaan suhu tinggi, tekanan tinggi atau plasma.

3. Pemendapan Lapisan Atom (ALD)

Pemendapan Lapisan Atom (ALD) ialah teknik CVD khusus yang melibatkan pengenalan berdenyut berselang-seli bagi dua atau lebih bahan tindak balas, mencapai pemendapan lapisan atom tunggal yang tepat.

ALD Terma (TALD): Menggunakan tenaga haba untuk penjerapan prekursor dan tindak balas kimia seterusnya pada substrat.

Plasma-Enhanced ALD (PEALD): Menggunakan plasma untuk meningkatkan aktiviti tindak balas, membolehkan kadar pemendapan lebih cepat pada suhu yang lebih rendah.

Ciri-ciri: ALD menawarkan kawalan ketebalan filem yang tepat, keseragaman dan ketekalan yang sangat baik, menjadikannya sangat sesuai untuk pertumbuhan filem dalam struktur parit dalam.

Bagaimanakah Pelbagai Proses Filem Nipis Diaplikasikan dalam Cip?

Lapisan Logam: PVD digunakan terutamanya untuk mendepositkan filem nitrida logam ultra-tulen dan logam peralihan, seperti pad aluminium, topeng keras logam, lapisan penghalang kuprum dan lapisan biji kuprum.

Al pad: Pad ikatan untuk PCB.

Topeng Keras Logam: Biasanya TiN, digunakan dalam fotolitografi.

Lapisan Penghalang Cu: Selalunya TaN, menghalang penyebaran Cu.

Lapisan Biji Cu: Aloi Cu atau Cu tulen, digunakan sebagai lapisan benih untuk penyaduran elektrik berikutnya.

Lapisan Dielektrik: CVD digunakan terutamanya untuk mendepositkan pelbagai bahan penebat seperti nitrida, oksida, oksinitrida, karbida dan polisilikon, yang mengasingkan komponen litar yang berbeza dan mengurangkan gangguan.

Lapisan Oksida Pintu: Mengasingkan pintu dan saluran.

Dielektrik Interlayer: Mengasingkan lapisan logam yang berbeza.

Lapisan Penghalang: PVD digunakan untuk menghalang penyebaran logam dan melindungi peranti daripada pencemaran.

Lapisan Penghalang Cu: Menghalang penyebaran tembaga, memastikan prestasi peranti.

Topeng Keras: PVD digunakan dalam fotolitografi untuk membantu menentukan struktur peranti.

Topeng Keras Logam: Biasanya TiN, digunakan untuk menentukan corak.

Corak Berganda Jajaran Sendiri (SADP): ALD menggunakan lapisan pengatur jarak untuk corak yang lebih halus, sesuai untuk menghasilkan struktur Sirip dalam FinFET.

FinFET: Menggunakan lapisan pengatur jarak untuk mencipta topeng keras di tepi corak teras, mencapai pendaraban kekerapan spatial.

High-K Metal Gate (HKMG): ALD digunakan untuk mendepositkan bahan pemalar dielektrik tinggi dan pintu logam, meningkatkan prestasi transistor, terutamanya dalam proses 28nm dan ke bawah.

Lapisan Dielektrik K Tinggi: HfO2 ialah pilihan yang paling biasa, dengan ALD sebagai kaedah penyediaan pilihan.

Pintu Logam: Dibangunkan kerana ketidakserasian unsur Hf dengan pintu polisilikon.

Aplikasi Lain: ALD juga digunakan secara meluas dalam lapisan penghalang resapan interkoneksi tembaga dan teknologi lain.

Lapisan Penghalang Resapan Saling Tembaga: Menghalang resapan kuprum, melindungi prestasi peranti.

Daripada pengenalan di atas, kita boleh melihat bahawa PVD, CVD, dan ALD mempunyai ciri dan kelebihan yang unik, memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam pembuatan semikonduktor. PVD digunakan terutamanya untuk pemendapan filem logam, CVD sesuai untuk pelbagai pemendapan filem dielektrik dan semikonduktor, manakala ALD unggul dalam proses lanjutan dengan kawalan ketebalan yang unggul dan keupayaan liputan langkah. Pembangunan dan penghalusan berterusan teknologi ini menyediakan asas yang kukuh untuk kemajuan industri semikonduktor.**

Kami di Semicorex pakar dalamKomponen salutan CVD SiC/TaCdigunakan dalam pembuatan semikonduktor, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Telefon untuk dihubungi: +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com