Lustų gamyba: plonos plėvelės procesai

Kas yra pagrindinis plonasluoksnių procesų įvadas?

Puslaidininkio plonasluoksnio nusodinimo procesas yra esminis šiuolaikinės mikroelektronikos technologijos komponentas. Tai apima sudėtingų integrinių grandynų konstravimą ant puslaidininkinio pagrindo dedant vieną ar kelis plonus medžiagos sluoksnius. Šios plonos plėvelės gali būti metalai, izoliatoriai arba puslaidininkinės medžiagos, kurių kiekviena atlieka skirtingą vaidmenį įvairiuose lusto sluoksniuose, pavyzdžiui, laidumo, izoliacijos ir apsaugos. Šių plonų plėvelių kokybė tiesiogiai veikia lusto veikimą, patikimumą ir kainą. Todėl plonasluoksnės nusodinimo technologijos plėtra yra labai svarbi puslaidininkių pramonei.

Kaip klasifikuojami plonasluoksniai procesai?

Šiuo metu pagrindinė plonų plėvelių nusodinimo įranga ir metodai apimaFizinis nusodinimas iš garų (PVD), cheminis nusodinimas iš garų (CVD) ir atominio sluoksnio nusodinimas (ALD). Šie trys metodai labai skiriasi savo nusodinimo principais, medžiagomis, taikomais plėvelės sluoksniais ir procesais.

1. Fizikinis nusodinimas iš garų (PVD)

Fizinis nusodinimas iš garų (PVD) yra grynai fizinis procesas, kai medžiagos išgarinamos garinant arba purškiant, o vėliau kondensuojamos ant pagrindo, kad susidarytų plona plėvelė.

Vakuuminis išgarinimas: Medžiagos kaitinamos iki išgarinimo didelio vakuumo sąlygomis ir nusodinamos ant pagrindo.

Purškimas: dujų jonai, susidarę dujų išlydžio metu, dideliu greičiu bombarduoja tikslinę medžiagą, išjudindami atomus, kurie sudaro plėvelę ant pagrindo.

Jonų padengimas: Sujungia vakuuminio išgarinimo ir purškimo privalumus, kai išgaravusi medžiaga iš dalies jonizuojama išleidimo erdvėje ir pritraukiama prie pagrindo, kad susidarytų plėvelė.

Charakteristikos: PVD apima tik fizinius pokyčius be cheminių reakcijų.

2. Cheminis nusodinimas iš garų (CVD)

Cheminis nusodinimas iš garų (CVD) yra metodas, kuris apima dujų fazės chemines reakcijas, kad ant pagrindo susidarytų kietos plonos plėvelės.

Įprastas CVD: tinka įvairioms dielektrinėms ir puslaidininkinėms plėvelėms nusodinti.

Plazma sustiprintas CVD (PECVD): Naudoja plazmą reakcijos aktyvumui sustiprinti, tinka nusodinimui žemoje temperatūroje.

Didelio tankio plazminis CVD (HDPCVD): leidžia vienu metu nusodinti ir ėsdinti, todėl puikiai užpildo didelius kraštinių santykius.

Sub-atmosferinis CVD (SACVD): Pasiekia puikias skylių užpildymo galimybes aukšto slėgio sąlygomis, naudojant labai reaktyvius deguonies radikalus, susidarančius aukštoje temperatūroje.

Metalo organinis CVD (MOCVD): tinka puslaidininkinėms medžiagoms, tokioms kaip GaN.

Charakteristikos: CVD apima dujų fazės reagentus, tokius kaip silanas, fosfinas, boranas, amoniakas ir deguonis, aukštos temperatūros, aukšto slėgio arba plazmos sąlygomis gaminančios kietas plėveles, tokias kaip nitridai, oksidai, oksinitridai, karbidai ir polisilicis.

3. Atominis nusodinimas (ALD)

Atominio sluoksnio nusodinimas (ALD) yra specializuota CVD technika, kuri apima kintamą dviejų ar daugiau reagentų impulsinį įvedimą, kad būtų pasiektas tikslus vieno atominio sluoksnio nusodinimas.

Terminis ALD (TALD): Naudoja šiluminę energiją pirmtako adsorbcijai ir vėlesnėms cheminėms reakcijoms ant pagrindo.

Plazma patobulintas ALD (PEALD): Naudoja plazmą, kad padidintų reakcijos aktyvumą, leidžiantį greičiau nusodinti žemesnėje temperatūroje.

Charakteristikos: ALD užtikrina tikslų plėvelės storio valdymą, puikų vienodumą ir konsistenciją, todėl puikiai tinka plėvelės auginimui giliose tranšėjose.

Kaip drožlėms taikomi įvairūs plonos plėvelės procesai?

Metalo sluoksniai: PVD pirmiausia naudojamas itin gryno metalo ir pereinamojo metalo nitrido plėvelėms, tokioms kaip aliuminio trinkelės, metalinės kietos kaukės, vario barjeriniai sluoksniai ir vario sėklų sluoksniai, nusodinti.

Al padas: PCB klijavimo trinkelės.

Metalinė kieta kaukė: dažniausiai TiN, naudojamas fotolitografijoje.

Cu barjerinis sluoksnis: dažnai TaN, neleidžia Cu difuzijai.

Cu sėklų sluoksnis: grynas Cu arba Cu lydinys, naudojamas kaip sėklų sluoksnis vėlesniam galvanizavimui.

Dielektriniai sluoksniai: CVD daugiausia naudojamas įvairioms izoliacinėms medžiagoms, tokioms kaip nitridai, oksidai, oksinitridai, karbidai ir polisilicis, nusodinti, kurios išskiria skirtingus grandinės komponentus ir sumažina trukdžius.

Vartų oksido sluoksnis: izoliuoja vartus ir kanalą.

Tarpsluoksnis dielektrikas: izoliuoja skirtingus metalo sluoksnius.

Barjeriniai sluoksniai: PVD naudojamas siekiant išvengti metalo difuzijos ir apsaugoti įrenginius nuo užteršimo.

Cu barjerinis sluoksnis: apsaugo nuo vario difuzijos, užtikrindamas įrenginio veikimą.

Kietos kaukės: PVD naudojamas fotolitografijoje, siekiant padėti apibrėžti įrenginio struktūras.

Metalinė kieta kaukė: dažniausiai TiN, naudojama raštams apibrėžti.

Savaime išlygintas dvigubas raštas (SADP): ALD naudoja tarpiklius, skirtus smulkesniam raštui, tinka FinFET struktūroms gaminti.

FinFET: naudoja tarpiklius, kad sukurtų tvirtas kaukes pagrindinių modelių kraštuose, kad būtų pasiektas erdvinio dažnio dauginimas.

Aukštos kokybės metaliniai vartai (HKMG): ALD naudojamas didelės dielektrinės konstantos medžiagoms ir metaliniams užtvarai nusodinti, pagerinant tranzistorių veikimą, ypač 28 nm ir žemesniuose procesuose.

Aukšto K dielektrinio sluoksnio: HfO2 yra labiausiai paplitęs pasirinkimas, o ALD yra tinkamiausias paruošimo būdas.

Metaliniai vartai: Sukurti dėl Hf elementų nesuderinamumo su polisilicio vartais.

Kiti pritaikymai: ALD taip pat plačiai naudojamas varinių jungčių difuzijos barjeriniuose sluoksniuose ir kitose technologijose.

Vario sujungimo difuzijos barjerinis sluoksnis: apsaugo nuo vario difuzijos, apsaugo prietaiso veikimą.

Iš aukščiau pateikto įvado galime pastebėti, kad PVD, CVD ir ALD turi unikalių savybių ir pranašumų, vaidina nepakeičiamus vaidmenis puslaidininkių gamyboje. PVD daugiausia naudojamas metalo plėvelės nusodinimui, CVD tinka įvairioms dielektrinėms ir puslaidininkinėms plėvelėms nusodinti, o ALD išsiskiria pažangiais procesais, nes pasižymi puikiomis storio valdymo ir žingsnio padengimo galimybėmis. Nuolatinis šių technologijų tobulinimas ir tobulinimas suteikia tvirtą pagrindą puslaidininkių pramonės pažangai.**

Mes, Semicorex, specializuojamėsCVD SiC/TaC dangos komponentaitaikomas puslaidininkių gamyboje, jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti: +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com