Çip İstehsalı: İncə Film Prosesləri

İncə Film Proseslərinə Əsas Giriş nədir?

Yarımkeçirici nazik təbəqənin çökmə prosesi müasir mikroelektronika texnologiyasının vacib komponentidir. Yarımkeçirici substratda bir və ya daha çox nazik təbəqə materialı qoyaraq mürəkkəb inteqral sxemlərin qurulmasını əhatə edir. Bu nazik filmlər metallar, izolyatorlar və ya yarımkeçirici materiallar ola bilər, hər biri keçiricilik, izolyasiya və qoruma kimi çipin müxtəlif təbəqələrində fərqli rol oynayır. Bu nazik filmlərin keyfiyyəti çipin performansına, etibarlılığına və qiymətinə birbaşa təsir göstərir. Buna görə də, nazik təbəqənin çökdürülməsi texnologiyasının inkişafı yarımkeçiricilər sənayesi üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir.

Nazik film prosesləri necə təsnif edilir?

Hal-hazırda, əsas nazik film çökdürmə avadanlığı və texnikası daxildirFiziki Buxar Çöküntüsü (PVD), Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD) və Atom Qatının Çöküntüsü (ALD). Bu üç üsul çöküntü prinsipləri, materialları, tətbiq olunan film təbəqələri və prosesləri ilə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

1. Fiziki Buxar Çöküntüsü (PVD)

Fiziki Buxar Çöküntüsü (PVD) materialların buxarlanma və ya püskürtmə yolu ilə buxarlandığı və sonra nazik bir təbəqə yaratmaq üçün substratda kondensasiya edildiyi sırf fiziki bir prosesdir.

Vakuum Buxarlanması: Materiallar yüksək vakuum şəraitində buxarlanmaya qədər qızdırılır və substratın üzərinə çökdürülür.

Püskürtmə: Qaz boşalması nəticəsində yaranan qaz ionları hədəf materialı yüksək sürətlə bombalayır, substratda bir film meydana gətirən atomları yerindən çıxarır.

İon Kaplama: Vakuum buxarlanması və püskürtmənin üstünlüklərini birləşdirir, burada buxarlanmış material boşalma məkanında qismən ionlaşır və bir film yaratmaq üçün substrata çəkilir.

Xüsusiyyətləri: PVD kimyəvi reaksiyalar olmadan yalnız fiziki dəyişiklikləri əhatə edir.

2. Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD)

Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD) substratda bərk nazik təbəqələr yaratmaq üçün qaz fazalı kimyəvi reaksiyaları əhatə edən bir texnikadır.

Adi CVD: Müxtəlif dielektrik və yarımkeçirici filmlərin yerləşdirilməsi üçün uyğundur.

Plazma ilə Təkmilləşdirilmiş CVD (PECVD): Reaksiya fəaliyyətini artırmaq üçün plazmadan istifadə edir, aşağı temperaturda çökmə üçün uyğundur.

Yüksək Sıxlıqlı Plazma CVD (HDPCVD): Mükəmməl yüksək aspekt nisbəti boşluqları doldurma imkanları təklif edərək, eyni vaxtda çökmə və aşındırmağa imkan verir.

Sub-Atmosferik CVD (SACVD): Yüksək temperaturda əmələ gələn yüksək reaktiv oksigen radikallarından istifadə edərək yüksək təzyiq şəraitində mükəmməl çuxur doldurma qabiliyyətinə nail olur.

Metal-Üzvi CVD (MOCVD): GaN kimi yarımkeçirici materiallar üçün uyğundur.

Xüsusiyyətlər: CVD yüksək temperatur, yüksək təzyiq və ya plazma şəraitində nitridlər, oksidlər, oksinitridlər, karbidlər və polisilikon kimi bərk filmlər istehsal edən silan, fosfin, boran, ammonyak və oksigen kimi qaz fazalı reaktivləri əhatə edir.

3. Atom qatının çökməsi (ALD)

Atomic Layer Deposition (ALD) iki və ya daha çox reaktivin alternativ impulslu tətbiqini əhatə edən, dəqiq bir atom qatının çökməsinə nail olan ixtisaslaşdırılmış CVD texnikasıdır.

Termal ALD (TALD): Substratda prekursorların adsorbsiyası və sonrakı kimyəvi reaksiyalar üçün istilik enerjisindən istifadə edir.

Plazma ilə Təkmilləşdirilmiş ALD (PEALD): Reaksiya fəaliyyətini artırmaq üçün plazmadan istifadə edir, aşağı temperaturda daha sürətli çökmə sürətinə imkan verir.

Xüsusiyyətləri: ALD film qalınlığına dəqiq nəzarət, əla vahidlik və tutarlılıq təklif edir ki, bu da onu dərin xəndək strukturlarında film böyüməsi üçün çox uyğun edir.

Çiplərdə müxtəlif nazik film prosesləri necə tətbiq olunur?

Metal təbəqələr: PVD əsasən alüminium yastiqciqlar, metal sərt maskalar, mis maneə təbəqələri və mis toxum təbəqələri kimi ultra təmiz metal və keçid metal nitrid filmlərinin yerləşdirilməsi üçün istifadə olunur.

Al pad: PCB-lər üçün yapışdırıcı yastıqlar.

Metal Sərt Maska: Fotolitoqrafiyada adətən TiN istifadə olunur.

Cu Baryer Layeri: Tez-tez TaN, Cu diffuziyasının qarşısını alır.

Cu Toxum Qatı: Təmiz Cu və ya Cu ərintisi, sonrakı elektrokaplama üçün toxum təbəqəsi kimi istifadə olunur.

Dielektrik təbəqələr: CVD əsasən müxtəlif dövrə komponentlərini təcrid edən və müdaxiləni azaldan nitridlər, oksidlər, oksinitridlər, karbidlər və polisilikon kimi müxtəlif izolyasiya materiallarının yerləşdirilməsi üçün istifadə olunur.

Qapı oksidi təbəqəsi: Qapı və kanalı təcrid edir.

Interlayer Dielektrik: Müxtəlif metal təbəqələri təcrid edir.

Baryer təbəqələri: PVD metal diffuziyasının qarşısını almaq və cihazları çirklənmədən qorumaq üçün istifadə olunur.

Cu Bariyer Layeri: Mis diffuziyasının qarşısını alır, cihazın işini təmin edir.

Sərt maskalar: PVD cihazın strukturlarını müəyyənləşdirməyə kömək etmək üçün fotolitoqrafiyada istifadə olunur.

Metal Sərt Maska: Adətən TiN, nümunələri müəyyən etmək üçün istifadə olunur.

Öz-özünə Aligned Double Patterning (SADP): ALD FinFET-lərdə Fin strukturlarının istehsalı üçün uyğun olan daha incə naxışlar üçün ayırıcı təbəqələrdən istifadə edir.

FinFET: Məkan tezliklərinin çoxalmasına nail olmaqla, əsas naxışların kənarlarında sərt maskalar yaratmaq üçün boşluq qatlarından istifadə edir.

High-K Metal Gate (HKMG): ALD yüksək dielektrik davamlı materialları və metal qapıları yerləşdirmək üçün istifadə olunur, xüsusilə 28nm və daha aşağı proseslərdə tranzistorun işini yaxşılaşdırır.

Yüksək K dielektrik təbəqəsi: HfO2 ən çox yayılmış seçimdir, ALD isə üstünlük verilən hazırlıq üsuludur.

Metal Qapı: Hf elementlərinin polisilikon qapılarla uyğunsuzluğu səbəbindən hazırlanmışdır.

Digər Tətbiqlər: ALD həmçinin mis interconnect diffuziya maneə təbəqələrində və digər texnologiyalarda geniş istifadə olunur.

Mis Qarşılıqlı Diffuziya Baryeri Qatı: Mis diffuziyasının qarşısını alır, cihazın işini qoruyur.

Yuxarıdakı girişdən biz müşahidə edə bilərik ki, PVD, CVD və ALD yarımkeçiricilərin istehsalında əvəzolunmaz rol oynayan unikal xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malikdir. PVD əsasən metal təbəqənin çökməsi üçün istifadə olunur, CVD müxtəlif dielektrik və yarımkeçirici film çökmələri üçün uyğundur, ALD isə üstün qalınlığa nəzarət və pilləli əhatə imkanları ilə qabaqcıl proseslərdə üstündür. Bu texnologiyaların davamlı inkişafı və təkmilləşdirilməsi yarımkeçirici sənayenin inkişafı üçün möhkəm zəmin yaradır.**

Semicorex-də biz ixtisaslaşmışıqCVD SiC/TaC örtük komponentləriyarımkeçirici istehsalında tətbiq olunur, hər hansı bir sorğunuz varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu: +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com