Paggawa ng Chip: Mga Proseso ng Manipis na Pelikula

Ano ang Pangunahing Panimula sa Mga Proseso ng Manipis na Pelikula?

Ang semiconductor thin film deposition process ay isang mahalagang bahagi ng modernong microelectronics technology. Kabilang dito ang pagbuo ng mga kumplikadong integrated circuit sa pamamagitan ng pagdeposito ng isa o higit pang manipis na layer ng materyal sa isang semiconductor substrate. Ang mga manipis na pelikulang ito ay maaaring mga metal, insulator, o semiconductor na materyales, ang bawat isa ay gumaganap ng iba't ibang papel sa iba't ibang layer ng chip, tulad ng pagpapadaloy, pagkakabukod, at proteksyon. Ang kalidad ng mga manipis na pelikulang ito ay direktang nakakaapekto sa pagganap, pagiging maaasahan, at gastos ng chip. Samakatuwid, ang pag-unlad ng teknolohiya ng thin film deposition ay may malaking kahalagahan sa industriya ng semiconductor.

Paano Nauuri ang Mga Proseso ng Manipis na Pelikula?

Sa kasalukuyan, kasama ang mainstream na thin film deposition equipment at techniquesPhysical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Deposition (CVD), at Atomic Layer Deposition (ALD). Ang tatlong diskarteng ito ay kapansin-pansing naiiba sa kanilang mga prinsipyo ng pagdedeposito, mga materyales, naaangkop na mga layer ng pelikula, at mga proseso.

1. Physical Vapor Deposition (PVD)

Ang Physical Vapor Deposition (PVD) ay isang purong pisikal na proseso kung saan ang mga materyales ay sinisingaw sa pamamagitan ng evaporation o sputtering at pagkatapos ay i-condensed sa substrate upang bumuo ng isang manipis na pelikula.

Vacuum Evaporation: Ang mga materyales ay pinainit hanggang sa singaw sa ilalim ng mataas na mga kondisyon ng vacuum at idineposito sa substrate.

Sputtering: Ang mga gas ions na nabuo sa pamamagitan ng paglabas ng gas ay binomba ang target na materyal sa mataas na bilis, na nag-aalis ng mga atom na bumubuo ng isang pelikula sa substrate.

Ion Plating: Pinagsasama ang mga pakinabang ng vacuum evaporation at sputtering, kung saan ang vaporized na materyal ay bahagyang ionized sa discharge space at naaakit sa substrate upang bumuo ng isang pelikula.

Mga Katangian: Ang PVD ay nagsasangkot lamang ng mga pisikal na pagbabago nang walang mga kemikal na reaksyon.

2. Chemical Vapor Deposition (CVD)

Ang Chemical Vapor Deposition (CVD) ay isang pamamaraan na nagsasangkot ng mga gas-phase na reaksyon ng kemikal upang bumuo ng mga solidong manipis na pelikula sa substrate.

Conventional CVD: Angkop para sa pagdeposito ng iba't ibang dielectric at semiconductor na pelikula.

Plasma-Enhanced CVD (PECVD): Gumagamit ng plasma upang pahusayin ang aktibidad ng reaksyon, na angkop para sa mababang temperatura na pagdeposito.

High-Density Plasma CVD (HDPCVD): Nagbibigay-daan sa sabay-sabay na deposition at etching, na nag-aalok ng mahusay na mataas na aspect ratio gap-filling na mga kakayahan.

Sub-Atmospheric CVD (SACVD): Nakakamit ng mahusay na mga kakayahan sa pagpuno ng butas sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon sa pamamagitan ng paggamit ng mga highly reactive na oxygen radical na nabuo sa mataas na temperatura.

Metal-Organic CVD (MOCVD): Angkop para sa mga semiconductor na materyales tulad ng GaN.

Mga katangian: Kasama sa CVD ang mga gas-phase reactant gaya ng silane, phosphine, borane, ammonia, at oxygen, na gumagawa ng mga solidong pelikula tulad ng nitride, oxides, oxynitrides, carbide, at polysilicon sa ilalim ng mataas na temperatura, mataas na presyon, o mga kondisyon ng plasma.

3. Atomic Layer Deposition (ALD)

Ang Atomic Layer Deposition (ALD) ay isang dalubhasang pamamaraan ng CVD na nagsasangkot ng mga alternating pulsed na pagpapakilala ng dalawa o higit pang mga reactant, na nakakakuha ng tumpak na single-atomic-layer na deposition.

Thermal ALD (TALD): Gumagamit ng thermal energy para sa precursor adsorption at mga kasunod na kemikal na reaksyon sa substrate.

Plasma-Enhanced ALD (PEALD): Gumagamit ng plasma upang pahusayin ang aktibidad ng reaksyon, na nagbibigay-daan sa mas mabilis na mga rate ng deposition sa mas mababang temperatura.

Mga Katangian: Nag-aalok ang ALD ng tumpak na kontrol sa kapal ng pelikula, mahusay na pagkakapareho, at pagkakapare-pareho, na ginagawa itong lubos na angkop para sa paglaki ng pelikula sa mga malalim na istruktura ng trench.

Paano Inilalapat ang Iba't ibang Proseso ng Manipis na Pelikula sa mga Chip?

Metal Layers: Pangunahing ginagamit ang PVD para sa pagdedeposito ng ultra-pure metal at transition metal nitride films, gaya ng aluminum pads, metal hard mask, copper barrier layer, at copper seed layers.

Al pad: Bonding pad para sa mga PCB.

Metal Hard Mask: Karaniwang TiN, ginagamit sa photolithography.

Cu Barrier Layer: Kadalasang TaN, pinipigilan ang pagsasabog ng Cu.

Cu Seed Layer: Purong Cu o Cu alloy, ginagamit bilang seed layer para sa kasunod na electroplating.

Dielectric Layers: Ang CVD ay pangunahing ginagamit para sa pagdedeposito ng iba't ibang insulating material tulad ng nitride, oxides, oxynitrides, carbide, at polysilicon, na nagbubukod ng iba't ibang bahagi ng circuit at nagbabawas ng interference.

Gate Oxide Layer: Inihihiwalay ang gate at channel.

Interlayer Dielectric: Inihihiwalay ang iba't ibang mga layer ng metal.

Mga Layer ng Barrier: Ginagamit ang PVD upang maiwasan ang pagsasabog ng metal at protektahan ang mga device mula sa kontaminasyon.

Cu Barrier Layer: Pinipigilan ang copper diffusion, tinitiyak ang performance ng device.

Mga Hard Mask: Ginagamit ang PVD sa photolithography upang tumulong sa pagtukoy ng mga istruktura ng device.

Metal Hard Mask: Karaniwang TiN, ginagamit para tukuyin ang mga pattern.

Self-Aligned Double Patterning (SADP): Gumagamit ang ALD ng mga spacer layer para sa mas pinong patterning, na angkop para sa paggawa ng mga Fin structure sa FinFET.

FinFET: Gumagamit ng mga layer ng spacer upang lumikha ng mga matitigas na maskara sa mga gilid ng mga core pattern, na nakakamit ng spatial frequency multiplication.

High-K Metal Gate (HKMG): Ang ALD ay ginagamit upang magdeposito ng mataas na dielectric constant na materyales at metal na gate, na nagpapahusay sa pagganap ng transistor, lalo na sa mga prosesong 28nm at mas mababa.

High-K Dielectric Layer: Ang HfO2 ay ang pinakakaraniwang pagpipilian, na ang ALD ay ang ginustong paraan ng paghahanda.

Metal Gate: Binuo dahil sa hindi pagkakatugma ng mga elemento ng Hf na may mga polysilicon gate.

Iba pang mga Aplikasyon: Ang ALD ay malawakang ginagamit din sa mga copper interconnect diffusion barrier layer at iba pang mga teknolohiya.

Copper Interconnect Diffusion Barrier Layer: Pinipigilan ang copper diffusion, pinoprotektahan ang performance ng device.

Mula sa pagpapakilala sa itaas, maaari nating obserbahan na ang PVD, CVD, at ALD ay may mga natatanging katangian at pakinabang, na gumaganap ng hindi mapapalitang mga tungkulin sa paggawa ng semiconductor. Pangunahing ginagamit ang PVD para sa deposition ng metal film, ang CVD ay angkop para sa iba't ibang dielectric at semiconductor film deposition, habang ang ALD ay nangunguna sa mga advanced na proseso na may higit na mahusay na kontrol sa kapal at mga kakayahan sa pagsakop ng hakbang. Ang patuloy na pag-unlad at pagpipino ng mga teknolohiyang ito ay nagbibigay ng matibay na pundasyon para sa pag-unlad ng industriya ng semiconductor.**

Kami sa Semicorex ay dalubhasa saMga bahagi ng patong ng CVD SiC/TaCinilapat sa paggawa ng semiconductor, kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.

Makipag-ugnayan sa telepono: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com