Forgácsgyártás: Vékonyfilmes eljárások

Mi az alapvető bevezetés a vékonyréteg-eljárásokhoz?

A félvezető vékonyréteg-leválasztási eljárás a modern mikroelektronikai technológia lényeges eleme. Ez magában foglalja az összetett integrált áramkörök felépítését egy vagy több vékony anyagréteg felvitelével egy félvezető hordozóra. Ezek a vékony filmek lehetnek fémek, szigetelők vagy félvezető anyagok, amelyek mindegyike más-más szerepet tölt be a chip különböző rétegeiben, például vezetésben, szigetelésben és védelemben. Ezeknek a vékony filmeknek a minősége közvetlenül befolyásolja a chip teljesítményét, megbízhatóságát és költségét. Ezért a vékonyréteg-leválasztási technológia fejlesztése jelentős jelentőséggel bír a félvezetőipar számára.

Hogyan osztályozzák a vékonyréteg-eljárásokat?

Jelenleg az általános vékonyréteg-leválasztó berendezések és technikák közé tartoznakFizikai gőzfázisú leválasztás (PVD), kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) és atomi réteges leválasztás (ALD). Ez a három technika jelentősen különbözik a leválasztási elveikben, az anyagokban, az alkalmazható filmrétegekben és az eljárásokban.

1. Fizikai gőzlerakódás (PVD)

A fizikai gőzfázisú leválasztás (PVD) egy tisztán fizikai folyamat, amelyben az anyagokat párologtatással vagy porlasztással elpárologtatják, majd az aljzaton kondenzálják, és vékony filmet képeznek.

Vákuumos elpárologtatás: Az anyagokat nagy vákuumban párologtatásig melegítik, és az aljzatra helyezik.

Porlasztás: A gázkisülés által generált gázionok nagy sebességgel bombázzák a célanyagot, és elmozdítják az atomokat, amelyek filmet képeznek a hordozón.

Ionozás: A vákuumpárologtatás és a porlasztás előnyeit egyesíti, ahol az elpárologtatott anyag részben ionizálódik a kisülési térben, és a hordozóhoz vonzza, így filmet képez.

Jellemzők: A PVD csak fizikai változásokkal jár kémiai reakciók nélkül.

2. Vegyi gőzleválasztás (CVD)

A kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) egy olyan technika, amely gázfázisú kémiai reakciókat foglal magában, hogy szilárd vékony filmeket képezzenek a hordozón.

Hagyományos CVD: Alkalmas különféle dielektromos és félvezető filmek felvitelére.

Plasma-Enhanced CVD (PECVD): plazmát használ a reakcióaktivitás fokozására, alkalmas alacsony hőmérsékletű leválasztásra.

Nagy sűrűségű plazma-CVD (HDPCVD): Lehetővé teszi az egyidejű lerakást és maratást, kiváló, nagy képarányú hézagkitöltő képességet kínálva.

Szub-atmoszférikus CVD (SACVD): Kiváló lyukkitöltési képességet ér el nagy nyomású körülmények között a magas hőmérsékleten képződő, erősen reaktív oxigéngyökök felhasználásával.

Metal-Organic CVD (MOCVD): Alkalmas félvezető anyagokhoz, mint például a GaN.

Jellemzők: A CVD gázfázisú reagenseket, például szilánt, foszfint, boránt, ammóniát és oxigént foglal magában, amelyek szilárd filmeket, például nitrideket, oxidokat, oxinitrideket, karbidokat és poliszilíciumot hoznak létre magas hőmérsékleten, nagy nyomáson vagy plazmakörülmények között.

3. Atomic Layer Deposition (ALD)

Az Atomic Layer Deposition (ALD) egy speciális CVD-technika, amely két vagy több reaktáns váltakozó impulzusos bevezetését foglalja magában, precíz egyatomos réteges leválasztást biztosítva.

Termikus ALD (TALD): Hőenergiát használ a prekurzor adszorpciójához és az azt követő kémiai reakciókhoz a hordozón.

Plasma-Enhanced ALD (PEALD): A plazmát használja a reakcióaktivitás fokozására, lehetővé téve a gyorsabb lerakódási sebességet alacsonyabb hőmérsékleten.

Jellemzők: Az ALD precíz fóliavastagság szabályozást, kiváló egyenletességet és konzisztenciát kínál, így kiválóan alkalmas mély árokszerkezetek filmnövekedésére.

Hogyan alkalmazzák a különféle vékonyréteg-eljárásokat a forgácsokban?

Fémrétegek: A PVD-t elsősorban ultratiszta fém- és átmenetifém-nitrid filmek, például alumínium betétek, fém keménymaszkok, rézzáró rétegek és rézmagrétegek felhordására használják.

Al pad: Ragasztóbetétek PCB-ekhez.

Fém kemény maszk: Általában TiN, fotolitográfiában használják.

Cu Barrier Layer: Gyakran TaN, megakadályozza a Cu diffúziót.

Cu magréteg: Tiszta réz vagy rézötvözet, magrétegként használják a későbbi galvanizáláshoz.

Dielektromos rétegek: A CVD-t elsősorban különféle szigetelőanyagok, például nitridek, oxidok, oxinitridek, karbidok és poliszilícium lerakására használják, amelyek elszigetelik a különböző áramköri komponenseket és csökkentik az interferenciát.

Kapu-oxid réteg: Elszigeteli a kaput és a csatornát.

Rétegközi dielektrikum: Elszigeteli a különböző fémrétegeket.

Barrier Layers: A PVD-t a fém diffúziójának megakadályozására és az eszközök szennyeződéstől való védelmére használják.

Cu Barrier Layer: Megakadályozza a réz diffúzióját, biztosítva az eszköz teljesítményét.

Kemény maszkok: A PVD-t a fotolitográfiában használják az eszközök szerkezetének meghatározására.

Fém kemény maszk: Általában TiN, minták meghatározására használják.

Self-Aligned Double Patterning (SADP): Az ALD távtartó rétegeket használ a finomabb mintázathoz, amely alkalmas FinFET-ekben történő Fin-struktúrák gyártására.

FinFET: távtartó rétegeket használ kemény maszkok létrehozásához a magminták szélein, így térbeli frekvencia szorzást ér el.

High-K Metal Gate (HKMG): Az ALD-t nagy dielektromos állandójú anyagok és fémkapuk lerakására használják, javítva a tranzisztorok teljesítményét, különösen a 28 nm-es és az alatti folyamatokban.

Magas K dielektromos réteg: A HfO2 a leggyakoribb választás, az ALD pedig az előnyben részesített előállítási módszer.

Fém kapu: A Hf elemek poliszilícium kapukkal való összeférhetetlensége miatt fejlesztették ki.

Egyéb alkalmazások: Az ALD-t széles körben használják réz összekötő diffúziós gátrétegekben és más technológiákban is.

Réz összekötő diffúziós akadályréteg: Megakadályozza a réz diffúzióját, védi az eszköz teljesítményét.

A fenti bevezetőből megfigyelhető, hogy a PVD, CVD és ALD egyedi tulajdonságokkal és előnyökkel bír, pótolhatatlan szerepet töltve be a félvezetőgyártásban. A PVD-t elsősorban fémfólia-leválasztásra használják, a CVD-t különféle dielektromos és félvezető-fóliák leválasztására használják, míg az ALD a fejlett eljárásokban jeleskedik kimagasló vastagságszabályozási és lépésfedési képességeivel. Ezeknek a technológiáknak a folyamatos fejlesztése és finomítása szilárd alapot biztosít a félvezetőipar fejlődéséhez.**

Mi a Semicorexnél arra specializálódtunkCVD SiC/TaC bevonat alkatrészekfélvezetőgyártásban alkalmazzák, ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, forduljon hozzánk bizalommal.

Elérhetőség: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com