Các mạch tích hợp bao gồm nhiều bước chế tạo phức tạp và tinh tế, trong đó việc tháo dỡ phim mỏng là một trong những công nghệ quan trọng nhất.Mục đích của sự lắng đọng phim mỏng là xây dựng đống nhiều lớp trong các thiết bị bán dẫn và đảm bảo cách nhiệt giữa các lớp kim loại. Nhiều lớp kim loại dẫn điện và lớp cách điện dielectric được xếp chồng chéo trên bề mặt wafer.Sau đó, chúng được chọn lọc loại bỏ thông qua các quy trình khắc lặp đi lặp lại để tạo thành một cấu trúc 3D.
Thuật ngữ mỏng thường đề cập đến các tấm có độ dày dưới 1 micron, không thể được sản xuất bằng gia công cơ học thông thường.Quá trình gắn các màng phân tử hoặc nguyên tử này lên bề mặt wafer được gọi là phân hủy.
Tùy thuộc vào nguyên tắc cơ bản, các kỹ thuật lắng đọng màng mỏng thường được phân loại thành:
Sự lắng đọng hơi hóa học (CVD)
Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD)
Sự lắng đọng lớp nguyên tử (ALD)
Khi công nghệ phim mỏng đã phát triển, các hệ thống lắng đọng khác nhau đã xuất hiện để phục vụ các bước khác nhau của chế tạo miếng.
PVD đề cập đến một nhóm các quy trình dựa trên chân không sử dụng các phương tiện vật lý để bốc hơi vật liệu mục tiêu (mạnh hoặc lỏng) thành các nguyên tử hoặc phân tử, hoặc ion hóa một phần chúng,và vận chuyển chúng thông qua khí hoặc plasma áp suất thấp để lắng đọng các bộ phim chức năng trên chất nền.
Các phương pháp PVD phổ biến bao gồm:
Sự lắng đọng bốc hơi
Chất lắng đọng phun
Sự lắng đọng plasma cung
Ống mạ ion
Phân tích tia phân tử (MBE)
PVD được đặc trưng bởi:
Độ tinh khiết cao
Chất lượng phim ổn định
Nhiệt độ chế biến thấp hơn
Tỷ lệ gửi tiền cao
Chi phí sản xuất tương đối thấp
PVD chủ yếu được sử dụng để lắng đọng các tấm kim loại, và không phù hợp với các tấm cách nhiệt.chúng chuyển năng lượng động đến bề mặt mục tiêu, nhưng các ion tích cực mà chúng chủ yếu được sử dụng để lắng đọng các tấm kim loại tự tích tụ trên bề mặt.Sự tích tụ điện tích này tạo ra một trường điện đẩy lùi các ion đến và cuối cùng ngăn chặn quá trình phun.
Trong môi trường chân không, vật liệu mục tiêu được làm nóng và bay hơi. Các nguyên tử hoặc phân tử bay hơi từ bề mặt và di chuyển với va chạm tối thiểu qua chân không để lắng đọng trên chất nền.Các phương pháp sưởi ấm phổ biến bao gồm::
Sưởi ấm kháng
Tích ứng tần số cao
Đánh bom tia điện tử, tia laser hoặc tia ion
Trong chân không, các hạt năng lượng cao (thường là các ion Ar +) bắn phá bề mặt mục tiêu, khiến các nguyên tử bị đẩy ra và lắng đọng trên chất nền.
Ion plating sử dụng plasma để ion hóa vật liệu lớp phủ thành ion và nguyên tử trung tính năng lượng cao.
CVD sử dụng các phản ứng hóa học để lắng đọng các màng mỏng. Các khí phản ứng được đưa vào buồng phản ứng và kích hoạt bằng cách sử dụng nhiệt, plasma hoặc ánh sáng.Các khí này phản ứng hóa học để tạo thành màng rắn mong muốn trên chất nền, trong khi các sản phẩm phụ được thải ra khỏi buồng.
CVD bao gồm nhiều biến thể tùy thuộc vào các điều kiện:
CVD áp suất khí quyển (APCVD)
CVD áp suất thấp (LPCVD)
CVD tăng cường plasma (PECVD)
PECVD mật độ cao (HDPECVD)
CVD kim loại hữu cơ (MOCVD)
Sự lắng đọng lớp nguyên tử (ALD)
Bộ phim CVD thường cho thấy:
Độ tinh khiết cao
Hiệu suất vượt trội
Nó là phương pháp chính để chế tạo các bộ phim kim loại, dielectric và bán dẫn trong sản xuất chip.
Được thực hiện ở áp suất khí quyển và 400-800 °C, được sử dụng để sản xuất phim như:
Silicon đơn tinh thể
Silicon polycrystalline
Silicon dioxide (SiO2)
SiO2 doped
Được áp dụng trong các quy trình > 90nm để sản xuất:
SiO2, PSG/BPSG
Silicon nitride (Si3N4)
Polysilicon
Được sử dụng rộng rãi trong các nút 28~90 nm để lắng đọng vật liệu dielektri và bán dẫn.
Ưu điểm:
Nhiệt độ lắng đọng thấp hơn
Mật độ phim cao hơn và độ tinh khiết cao hơn
Tỷ lệ gửi tiền nhanh hơn
Các hệ thống PECVD đã trở thành các công cụ phim mỏng được sử dụng rộng rãi nhất trong các nhà máy so với APCVD và LPCVD.
Không giống như CVD thông thường, ALD xen kẽ xung tiền thân. Mỗi lớp được hình thành bởi một phản ứng bề mặt liên tục với lớp lắng đọng trước đó. Điều này cho phép:
Kiểm soát độ dày ở quy mô nguyên tử
Bảo hiểm phù hợp
Phim không lỗ chân
ALD hỗ trợ việc khai thác:
Kim loại
Oxit
Carbides, nitrides, sulfides, silicides
Các chất bán dẫn và siêu dẫn
Khi mật độ tích hợp tăng và kích thước thiết bị thu hẹp, chất điện đệm cao k đang thay thế SiO2 trong cổng bóng bán dẫn.ALD® bao phủ bước tuyệt vời và kiểm soát độ dày chính xác làm cho nó lý tưởng cho chế tạo thiết bị tiên tiến và ngày càng được áp dụng trong sản xuất chip tiên tiến.
(Ở đây bạn có thể chèn một bảng so sánh về sự phù hợp, kiểm soát độ dày, phủ sóng bước, v.v.)
(Thêm bảng cho thấy trường hợp sử dụng PVD so với CVD so với ALD)
(Thêm bảng so sánh tỷ lệ lắng đọng, nhiệt độ, đồng nhất, chi phí)
Sự tiến bộ của các công nghệ lắng đọng màng mỏng là điều cần thiết cho sự phát triển tiếp tục của ngành công nghiệp bán dẫn.cho phép đổi mới và tinh chỉnh hơn nữa trong sản xuất mạch tích hợp.
Các sản phẩm liên quan
SiC Epitaxial Wafer Silicon Carbide 4H 4inch 6inch Công nghiệp bán dẫn kháng cao
Các mạch tích hợp bao gồm nhiều bước chế tạo phức tạp và tinh tế, trong đó việc tháo dỡ phim mỏng là một trong những công nghệ quan trọng nhất.Mục đích của sự lắng đọng phim mỏng là xây dựng đống nhiều lớp trong các thiết bị bán dẫn và đảm bảo cách nhiệt giữa các lớp kim loại. Nhiều lớp kim loại dẫn điện và lớp cách điện dielectric được xếp chồng chéo trên bề mặt wafer.Sau đó, chúng được chọn lọc loại bỏ thông qua các quy trình khắc lặp đi lặp lại để tạo thành một cấu trúc 3D.
Thuật ngữ mỏng thường đề cập đến các tấm có độ dày dưới 1 micron, không thể được sản xuất bằng gia công cơ học thông thường.Quá trình gắn các màng phân tử hoặc nguyên tử này lên bề mặt wafer được gọi là phân hủy.
Tùy thuộc vào nguyên tắc cơ bản, các kỹ thuật lắng đọng màng mỏng thường được phân loại thành:
Sự lắng đọng hơi hóa học (CVD)
Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD)
Sự lắng đọng lớp nguyên tử (ALD)
Khi công nghệ phim mỏng đã phát triển, các hệ thống lắng đọng khác nhau đã xuất hiện để phục vụ các bước khác nhau của chế tạo miếng.
PVD đề cập đến một nhóm các quy trình dựa trên chân không sử dụng các phương tiện vật lý để bốc hơi vật liệu mục tiêu (mạnh hoặc lỏng) thành các nguyên tử hoặc phân tử, hoặc ion hóa một phần chúng,và vận chuyển chúng thông qua khí hoặc plasma áp suất thấp để lắng đọng các bộ phim chức năng trên chất nền.
Các phương pháp PVD phổ biến bao gồm:
Sự lắng đọng bốc hơi
Chất lắng đọng phun
Sự lắng đọng plasma cung
Ống mạ ion
Phân tích tia phân tử (MBE)
PVD được đặc trưng bởi:
Độ tinh khiết cao
Chất lượng phim ổn định
Nhiệt độ chế biến thấp hơn
Tỷ lệ gửi tiền cao
Chi phí sản xuất tương đối thấp
PVD chủ yếu được sử dụng để lắng đọng các tấm kim loại, và không phù hợp với các tấm cách nhiệt.chúng chuyển năng lượng động đến bề mặt mục tiêu, nhưng các ion tích cực mà chúng chủ yếu được sử dụng để lắng đọng các tấm kim loại tự tích tụ trên bề mặt.Sự tích tụ điện tích này tạo ra một trường điện đẩy lùi các ion đến và cuối cùng ngăn chặn quá trình phun.
Trong môi trường chân không, vật liệu mục tiêu được làm nóng và bay hơi. Các nguyên tử hoặc phân tử bay hơi từ bề mặt và di chuyển với va chạm tối thiểu qua chân không để lắng đọng trên chất nền.Các phương pháp sưởi ấm phổ biến bao gồm::
Sưởi ấm kháng
Tích ứng tần số cao
Đánh bom tia điện tử, tia laser hoặc tia ion
Trong chân không, các hạt năng lượng cao (thường là các ion Ar +) bắn phá bề mặt mục tiêu, khiến các nguyên tử bị đẩy ra và lắng đọng trên chất nền.
Ion plating sử dụng plasma để ion hóa vật liệu lớp phủ thành ion và nguyên tử trung tính năng lượng cao.
CVD sử dụng các phản ứng hóa học để lắng đọng các màng mỏng. Các khí phản ứng được đưa vào buồng phản ứng và kích hoạt bằng cách sử dụng nhiệt, plasma hoặc ánh sáng.Các khí này phản ứng hóa học để tạo thành màng rắn mong muốn trên chất nền, trong khi các sản phẩm phụ được thải ra khỏi buồng.
CVD bao gồm nhiều biến thể tùy thuộc vào các điều kiện:
CVD áp suất khí quyển (APCVD)
CVD áp suất thấp (LPCVD)
CVD tăng cường plasma (PECVD)
PECVD mật độ cao (HDPECVD)
CVD kim loại hữu cơ (MOCVD)
Sự lắng đọng lớp nguyên tử (ALD)
Bộ phim CVD thường cho thấy:
Độ tinh khiết cao
Hiệu suất vượt trội
Nó là phương pháp chính để chế tạo các bộ phim kim loại, dielectric và bán dẫn trong sản xuất chip.
Được thực hiện ở áp suất khí quyển và 400-800 °C, được sử dụng để sản xuất phim như:
Silicon đơn tinh thể
Silicon polycrystalline
Silicon dioxide (SiO2)
SiO2 doped
Được áp dụng trong các quy trình > 90nm để sản xuất:
SiO2, PSG/BPSG
Silicon nitride (Si3N4)
Polysilicon
Được sử dụng rộng rãi trong các nút 28~90 nm để lắng đọng vật liệu dielektri và bán dẫn.
Ưu điểm:
Nhiệt độ lắng đọng thấp hơn
Mật độ phim cao hơn và độ tinh khiết cao hơn
Tỷ lệ gửi tiền nhanh hơn
Các hệ thống PECVD đã trở thành các công cụ phim mỏng được sử dụng rộng rãi nhất trong các nhà máy so với APCVD và LPCVD.
Không giống như CVD thông thường, ALD xen kẽ xung tiền thân. Mỗi lớp được hình thành bởi một phản ứng bề mặt liên tục với lớp lắng đọng trước đó. Điều này cho phép:
Kiểm soát độ dày ở quy mô nguyên tử
Bảo hiểm phù hợp
Phim không lỗ chân
ALD hỗ trợ việc khai thác:
Kim loại
Oxit
Carbides, nitrides, sulfides, silicides
Các chất bán dẫn và siêu dẫn
Khi mật độ tích hợp tăng và kích thước thiết bị thu hẹp, chất điện đệm cao k đang thay thế SiO2 trong cổng bóng bán dẫn.ALD® bao phủ bước tuyệt vời và kiểm soát độ dày chính xác làm cho nó lý tưởng cho chế tạo thiết bị tiên tiến và ngày càng được áp dụng trong sản xuất chip tiên tiến.
(Ở đây bạn có thể chèn một bảng so sánh về sự phù hợp, kiểm soát độ dày, phủ sóng bước, v.v.)
(Thêm bảng cho thấy trường hợp sử dụng PVD so với CVD so với ALD)
(Thêm bảng so sánh tỷ lệ lắng đọng, nhiệt độ, đồng nhất, chi phí)
Sự tiến bộ của các công nghệ lắng đọng màng mỏng là điều cần thiết cho sự phát triển tiếp tục của ngành công nghiệp bán dẫn.cho phép đổi mới và tinh chỉnh hơn nữa trong sản xuất mạch tích hợp.
Các sản phẩm liên quan
SiC Epitaxial Wafer Silicon Carbide 4H 4inch 6inch Công nghiệp bán dẫn kháng cao
