1. Entwodiksyon
Pwosesis atache sibstans (matyè premyè) sou sifas materyèl substra pa metòd fizik oswa chimik yo rele kwasans fim mens.
Dapre diferan prensip k ap travay, depo fim mens sikwi entegre ka divize an:
-Depo vapè fizik (PVD);
-Depo vapè chimik (CVD);
-Ektansyon.
2. Pwosesis kwasans fim mens
2.1 Depo vapè fizik ak pwosesis sputtering
Pwosesis depo fizik vapè (PVD) refere a itilizasyon metòd fizik tankou evaporasyon vakyòm, sputtering, kouch plasma ak epitaksi molekilè gwo bout bwa pou fòme yon fim mens sou sifas yon wafer.
Nan endistri VLSI a, teknoloji PVD ki pi lajman itilize se sputtering, ki se sitou itilize pou elektwòd ak metal entèkoneksyon nan sikui entegre. Sputtering se yon pwosesis kote gaz ra [tankou Agon (Ar)] yo ionize nan iyon (tankou Ar +) anba aksyon an nan yon jaden elektrik ekstèn anba kondisyon vakyòm segondè, ak bonbade sous la sib materyèl anba yon anviwònman vòltaj segondè, frape soti atòm oswa molekil nan materyèl la sib, ak Lè sa a, rive nan sifas la nan wafer la yo fòme yon fim mens apre yon pwosesis vòl kolizyon-gratis. Ar gen pwopriyete chimik ki estab, ak iyon li yo pa pral reyaji chimikman ak materyèl la sib ak fim nan. Kòm chips sikwi entegre antre nan epòk 0.13μm kòb kwiv mete entèrkonèksyon an, kouch materyèl baryè kwiv la sèvi ak fim nitrure Titàn (TiN) oswa nitrure Tantal (TaN). Demann pou teknoloji endistriyèl te ankouraje rechèch ak devlopman nan teknoloji sputtering reyaksyon chimik, se sa ki, nan chanm lan sputtering, nan adisyon a Ar, gen tou yon nitwojèn gaz reyaktif (N2), se konsa ke Ti a oswa Ta bonbade soti nan la. sib materyèl Ti oswa Ta reyaji ak N2 pou jenere fim TiN oswa TaN ki nesesè yo.
Gen twa metòd sputtering souvan itilize, sètadi sputtering DC, sputtering RF ak magnetron sputtering. Kòm entegrasyon an nan sikwi entegre kontinye ap ogmante, kantite kouch fil elektrik milti-kouch metal ap ogmante, ak aplikasyon an nan teknoloji PVD ap vin pi plis ak plis vaste. Materyèl PVD yo enkli Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, elatriye.
Pwosesis PVD ak sputtering yo anjeneral ranpli nan yon chanm reyaksyon trè sele ak yon degre vakyòm nan 1 × 10-7 a 9 × 10-9 Torr, ki ka asire pite a nan gaz la pandan reyaksyon an; an menm tan an, yon ekstèn vòltaj segondè oblije ionize gaz la ra jenere yon vòltaj segondè ase yo bonbade sib la. Paramèt prensipal yo pou evalye pwosesis PVD ak sputtering yo enkli kantite pousyè, osi byen ke valè rezistans, inifòmite, epesè refleksyon ak estrès fim ki fòme a.
2.2 Pwosesis depo chimik ak Sputtering
Depo chimik vapè (CVD) refere a yon teknoloji pwosesis kote yon varyete de reyaktif gaz ak diferan presyon pasyèl reyaji chimikman nan yon sèten tanperati ak presyon, ak sibstans solid yo pwodwi yo depoze sou sifas la nan materyèl la substra yo jwenn mens la vle. fim. Nan pwosesis tradisyonèl manifakti sikwi entegre, materyèl fim mens yo jwenn yo jeneralman konpoze tankou oksid, nitrur, karbid, oswa materyèl tankou Silisyòm polikristalin ak Silisyòm amorphe. Selektif kwasans epitaksial, ki pi souvan itilize apre ne 45nm, tankou sous ak drenaj SiGe oswa Si kwasans selektif epitaksi, se tou yon teknoloji CVD.
Teknoloji sa a ka kontinye fòme materyèl kristal sèl nan menm kalite oswa menm jan ak lasi orijinal la sou yon substra kristal sèl nan Silisyòm oswa lòt materyèl ansanm lasi orijinal la. CVD se lajman ki itilize nan kwasans nan izolasyon fim dielectric (tankou SiO2, Si3N4 ak SiON, elatriye) ak fim metal (tankou tengstèn, elatriye).
Anjeneral, dapre klasifikasyon presyon an, CVD ka divize an depozisyon vapè chimik presyon atmosferik (APCVD), depo vapè chimik presyon sub-atmosfè (SAPCVD) ak depo vapè chimik presyon ba (LPCVD).
Dapre klasifikasyon tanperati, CVD ka divize an tanperati ki wo / ba tanperati oksid fim pwodui chimik vapè depo (HTO / LTO CVD) ak rapid tèmik depo chimik vapè (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
Dapre sous reyaksyon an, CVD ka divize an silane ki baze sou CVD, polyestè ki baze sou CVD (TEOS ki baze sou CVD) ak metal òganik chimik depo vapè (MOCVD);
Dapre klasifikasyon enèji, CVD ka divize an depo vapè chimik tèmik (Tèmik CVD), plasma amelyore depo vapè chimik (Plasma Enhanced CVD, PECVD) ak segondè dansite plasma depo vapè chimik (High Density Plasma CVD, HDPCVD). Dènyèman, yo te devlope depo chimik vapè (Flowable CVD, FCVD) ak kapasite ekselan ranpli espas.
Diferan fim CVD-grandi gen pwopriyete diferan (tankou konpozisyon chimik, konstan dyelèktrik, tansyon, estrès ak vòltaj pann) epi yo ka itilize separeman selon kondisyon pwosesis diferan (tankou tanperati, pwoteksyon etap, kondisyon ranpli, elatriye).
2.3 Pwosesis depo kouch atomik
Depozisyon kouch atomik (ALD) refere a depozisyon atòm kouch pa kouch sou yon materyèl substra lè w grandi yon sèl kouch fim atomik pa kouch. Yon ALD tipik adopte metòd pou antre précurseurs gaz nan raktor a nan yon fason altènatif enpulsyonèl.
Pou egzanp, premye, se précurseur nan reyaksyon 1 prezante nan sifas la substra, epi apre adsorption chimik, se yon sèl kouch atomik ki fòme sou sifas la substra; Lè sa a, précurseur 1 ki rete sou sifas substra a ak nan chanm reyaksyon an ponpe soti nan yon ponp lè; Lè sa a, précurseur reyaksyon 2 a prezante nan sifas substra a, epi chimik reyaji ak précurseur 1 adsorbed sou sifas substra a pou jenere materyèl fim mens ki koresponn lan ak pwodwi ki koresponn lan sou sifas substra a; lè précurseur 1 a reyaji nèt, reyaksyon an pral otomatikman sispann, ki se karakteristik pwòp tèt ou-limite nan ALD, ak Lè sa a, reyaktif ki rete yo ak sous-pwodwi yo ekstrè yo prepare pou pwochen etap nan kwasans; Lè w repete pwosesis la pi wo a kontinyèlman, depo materyèl fim mens grandi kouch pa kouch ak atòm sèl ka reyalize.
Tou de ALD ak CVD yo se fason pou entwodwi yon sous reyaksyon chimik gaz pou reyaji chimikman sou sifas substra a, men diferans lan se ke sous reyaksyon gaz la nan CVD pa gen karakteristik kwasans pwòp tèt ou-limite. Li ka wè ke kle nan devlope teknoloji ALD se jwenn précurseurs ak pwopriyete reyaksyon oto-limite.
2.4 Pwosesis Epitaxial
Pwosesis epitaxial refere a pwosesis pou grandi yon kouch kristal sèl konplètman òdone sou yon substra. Anjeneral pale, pwosesis epitaxial la se grandi yon kouch kristal ak menm oryantasyon lasi kòm substrate orijinal la sou yon substra kristal sèl. Pwosesis epitaxial lajman ki itilize nan fabrikasyon semi-conducteurs, tankou silisyòm wafers epitaxial nan endistri sikwi entegre, sous entegre ak drenaj kwasans epitaxial nan tranzistò MOS, kwasans epitaxial sou substrats ki ap dirije, elatriye.
Dapre diferan eta faz sous kwasans lan, metòd kwasans epitaksi yo ka divize an epitaksi faz solid, epitaksi faz likid, ak epitaksi faz vapè. Nan manifakti sikwi entegre, metòd epitaksi souvan itilize yo se epitaksi faz solid ak epitaksi faz vapè.
Epitaksi faz solid: refere a kwasans yon sèl kouch kristal sou yon substra lè l sèvi avèk yon sous solid. Pou egzanp, annealing tèmik apre enplantasyon ion se aktyèlman yon pwosesis epitaksi faz solid. Pandan enplantasyon ion, atòm Silisyòm nan wafer Silisyòm yo bonbade pa iyon gwo enèji implanté, kite pozisyon orijinal lasi yo epi yo vin amorphe, fòme yon kouch sifas amorphe Silisyòm. Apre segondè-tanperati rkwit tèmik, atòm amorphe yo retounen nan pozisyon lasi yo epi yo rete konsistan avèk oryantasyon kristal atomik andedan substra a.
Metòd kwasans nan epitaksi faz vapè gen ladan epitaksi faz vapè chimik, epitaksi molekilè gwo, epitaksi kouch atomik, elatriye. Nan manifakti sikwi entegre, epitaksi faz chimik vapè se pi souvan itilize. Prensip epitaksi faz chimik vapè se fondamantalman menm jan ak depo chimik vapè. Tou de se pwosesis ki depoze fim mens lè yo reyaji chimikman sou sifas wafers apre melanje gaz.
Diferans lan se ke paske epitaksi faz vapè chimik grandi yon kouch kristal sèl, li gen pi wo kondisyon pou kontni an enpurte nan ekipman an ak pwòpte nan sifas la wafer. Pwosesis Silisyòm epitaxial faz chimik vapè byen bonè bezwen fèt nan kondisyon tanperati ki wo (pi gran pase 1000 ° C). Avèk amelyorasyon ekipman pwosesis, espesyalman adopsyon teknoloji chanm echanj vakyòm, pwòpte nan kavite ekipman ak sifas wafer Silisyòm yo te amelyore anpil, epitaksi Silisyòm ka fèt nan yon tanperati ki pi ba (600-700 °). C). Pwosesis la wafer epitaxial Silisyòm se grandi yon kouch Silisyòm kristal sèl sou sifas la nan wafer nan Silisyòm.
Konpare ak substrate Silisyòm orijinal la, kouch Silisyòm epitaxial la gen pi wo pite ak mwens domaj lasi, kidonk amelyore pwodiksyon an nan fabrikasyon semi-conducteurs. Anplis de sa, epesè kwasans lan ak konsantrasyon dopan nan kouch Silisyòm epitaxial grandi sou wafer Silisyòm lan ka fèt fleksib, sa ki pote fleksibilite nan konsepsyon aparèy la, tankou diminye rezistans substra ak amelyore izolasyon substra. Pwosesis epitaksi sous-drenaj entegre a se yon teknoloji lajman ki itilize nan nœuds teknoloji lojik avanse.
Li refere a pwosesis la nan epitaxially ap grandi doped germanium Silisyòm oswa Silisyòm nan rejyon yo sous ak drenaj nan tranzistò MOS. Avantaj prensipal yo nan entwodwi pwosesis la epitaksi sous-drenaj entegre yo enkli: ap grandi yon kouch pseudocrystalline ki gen estrès akòz adaptasyon lasi, amelyore mobilite konpayi asirans chanèl; in-situ dopaj nan sous la ak drenaj ka diminye rezistans parazit nan junction sous-drenaj la epi redwi domaj yo nan enplantasyon ion wo-enèji.
3. ekipman kwasans fim mens
3.1 Ekipman evaporasyon vakyòm
Evaporasyon vakyòm se yon metòd kouch ki chofe materyèl solid nan yon chanm vakyòm pou lakòz yo evapore, vaporize oswa sublime, ak Lè sa a, kondanse ak depoze sou sifas yon materyèl substra nan yon sèten tanperati.
Anjeneral li konsiste de twa pati, sètadi sistèm vakyòm, sistèm evaporasyon ak sistèm chofaj. Sistèm vakyòm nan konsiste de tiyo vakyòm ak ponp vakyòm, ak fonksyon prensipal li se bay yon anviwònman vakyòm ki kalifye pou evaporasyon. Sistèm evaporasyon an konsiste de yon tab evaporasyon, yon eleman chofaj ak yon eleman mezi tanperati.
Materyèl sib yo dwe evapore (tankou Ag, Al, elatriye) mete sou tab la evaporasyon; eleman nan chofaj ak mezi tanperati se yon sistèm fèmen-bouk itilize kontwole tanperati a evaporasyon asire evaporasyon lis. Sistèm chofaj la konsiste de yon etap wafer ak yon eleman chofaj. Se sèn nan wafer itilize yo mete substra a sou ki fim nan mens bezwen yo dwe evapore, ak eleman nan chofaj yo itilize reyalize chofaj substrate ak kontwòl tanperati mezi fidbak.
Anviwònman an vakyòm se yon kondisyon trè enpòtan nan pwosesis la evaporasyon vakyòm, ki gen rapò ak to a evaporasyon ak bon jan kalite a nan fim nan. Si degre vakyòm lan pa satisfè kondisyon yo, atòm oswa molekil vaporize yo pral fè kolizyon souvan ak molekil gaz rezidyèl yo, sa ki fè chemen lib vle di yo pi piti, ak atòm yo oswa molekil yo pral gaye grav, kidonk chanje direksyon mouvman an epi redwi fim nan. to fòmasyon.
Anplis de sa, akòz prezans nan molekil rezidyèl enpurte gaz, fim nan depoze seryezman kontamine ak nan bon jan kalite pòv, espesyalman lè to a ogmantasyon presyon nan chanm lan pa satisfè estanda a epi gen flit, lè a ap koule nan chanm vakyòm lan. , ki pral gen yon enpak grav sou bon jan kalite a fim.
Karakteristik estriktirèl ekipman evaporasyon vakyòm yo detèmine ke inifòmite kouch la sou substrats gwo gwosè pòv. Yo nan lòd yo amelyore inifòmite li yo, metòd pou ogmante distans sous-substra a ak wotasyon substra a jeneralman adopte, men ogmante distans sous-substra a pral sakrifye to kwasans lan ak pite fim nan. An menm tan an, akòz ogmantasyon nan espas vakyòm, to itilizasyon materyèl evapore a redwi.
3.2 DC ekipman depo fizik vapè
Kouran dirèk depo fizik vapè (DCPVD) konnen tou kòm cathode sputtering oswa vakyòm DC de-etap sputtering. Se materyèl la sib nan vakyòm DC sputtering itilize kòm katod la epi yo itilize substra a kòm anod la. Vacuum sputtering se pou fòme yon plasma pa ionize gaz pwosesis la.
Patikil ki chaje nan plasma a akselere nan jaden elektrik la pou jwenn yon sèten kantite enèji. Patikil yo ki gen ase enèji bonbade sifas materyèl sib la, pou atòm sib yo sputtered deyò; atòm yo sputtered ak yon sèten enèji sinetik deplase nan direksyon substra a yo fòme yon fim mens sou sifas la nan substra a. Gaz yo itilize pou sputtering se jeneralman yon gaz ra, tankou agon (Ar), kidonk fim nan ki te fòme pa sputtering pa pral kontamine; nplis de sa, reyon atomik Agon an pi apwopriye pou sputtering.
Gwosè a nan patikil yo sputtering yo dwe fèmen nan gwosè a nan atòm yo sib yo dwe sputtered. Si patikil yo twò gwo oswa twò piti, sputtering efikas pa ka fòme. Anplis de faktè gwosè atòm nan, faktè mas atòm nan pral afekte bon jan kalite a sputtering tou. Si sous patikil sputtering la twò lejè, atòm sib yo pa pral sputtered; si patikil sputtering yo twò lou, sib la pral "pliye" epi sib la pa pral sputtered.
Materyèl sib yo itilize nan DCPVD dwe yon kondiktè. Sa a se paske lè iyon yo Agon nan gaz pwosesis la bonbade materyèl la sib, yo pral rekonbine ak elektwon yo sou sifas la nan materyèl la sib. Lè materyèl la sib se yon kondiktè tankou yon metal, elektwon yo boule nan rekonbinasyon sa a yo pi fasil ranplir pa ekipman pou pouvwa a ak elektwon gratis nan lòt pati nan materyèl la sib nan kondiksyon elektrik, se konsa ke sifas la nan materyèl la sib kòm yon antye rete negatif chaje ak sputtering kenbe.
Okontrè, si materyèl sib la se yon izolan, apre elektwon yo sou sifas materyèl sib yo rekonbine, elektwon yo gratis nan lòt pati nan materyèl la sib pa ka ranplir pa kondiksyon elektrik, e menm chaj pozitif yo pral akimile sou la. sifas materyèl sib la, sa ki lakòz potansyèl materyèl sib la ogmante, epi chaj negatif materyèl sib la febli jiskaske li disparèt, evantyèlman ki mennen ale nan revokasyon an. krache.
Se poutèt sa, yo nan lòd yo fè materyèl posibilite tou ka itilize pou sputtering, li nesesè jwenn yon lòt metòd sputtering. Radyo frekans sputtering se yon metòd sputtering ki apwopriye pou tou de sib kondiktif ak sib ki pa kondiktif.
Yon lòt dezavantaj nan DCPVD se ke vòltaj la ignisyon se wo ak bonbadman an elèktron sou substra a se fò. Yon fason efikas pou rezoud pwoblèm sa a se sèvi ak magnetron sputtering, kidonk magnetron sputtering se reyèlman nan valè pratik nan jaden an nan sikui entegre.
3.3 RF ekipman depo vapè fizik
Radyo frekans fizik depo vapè (RFPVD) itilize pouvwa frekans radyo kòm sous eksitasyon epi li se yon metòd PVD apwopriye pou yon varyete de materyèl metal ak ki pa metal.
Frekans komen nan ekipman pou pouvwa RF yo itilize nan RFPVD yo se 13.56MHz, 20MHz, ak 60MHz. Sik pozitif ak negatif nan ekipman pou pouvwa RF yo parèt altènativman. Lè sib PVD la nan mwatye sik pozitif la, paske sifas sib la nan yon potansyèl pozitif, elektwon yo nan atmosfè pwosesis la ap koule nan sifas sib la pou netralize chaj pozitif ki akimile sou sifas li, e menm kontinye akimile elektwon, fè sifas li negatif patipri; lè sib la sputtering nan sik mwatye negatif, iyon pozitif yo ap deplase nan direksyon sib la epi yo dwe pasyèlman netralize sou sifas sib la.
Bagay ki pi enpòtan an se ke vitès mouvman elektwon yo nan jaden elektrik RF a pi vit pase iyon pozitif, pandan y ap tan nan mwatye sik pozitif ak negatif yo se menm bagay la, kidonk apre yon sik konplè, sifas sib la pral "net" chaje negatif. Se poutèt sa, nan premye sik yo, chaj negatif sifas sib la montre yon tandans ogmante; apre sa, sifas sib la rive nan yon potansyèl negatif ki estab; apre sa, paske chaj negatif sib la gen yon efè repouse sou elektwon, kantite chaj pozitif ak negatif ki resevwa pa elektwòd sib la gen tandans balanse, ak sib la prezante yon chaj negatif ki estab.
Soti nan pwosesis ki anwo a, li ka wè ke pwosesis la nan fòmasyon vòltaj negatif pa gen anyen fè ak pwopriyete yo nan materyèl la sib tèt li, kidonk metòd la RFPVD pa ka sèlman rezoud pwoblèm nan nan sputtering nan sib posibilite, men tou, se byen konpatib. ak sib kondiktè metal konvansyonèl yo.
3.4 Magnetron sputtering ekipman
Magnetron sputtering se yon metòd PVD ki ajoute leman nan do a nan sib la. Leman yo te ajoute ak sistèm ekipman pou pouvwa DC (oswa ekipman pou pouvwa AC) fòme yon sous magnetron sputtering. Sous sputtering yo itilize pou fòme yon jaden elektwomayetik entèaktif nan chanm lan, kaptire ak limite ranje mouvman elektwon nan plasma andedan chanm lan, pwolonje chemen mouvman elektwon an, epi konsa ogmante konsantrasyon plasma a, epi finalman reyalize plis. depozisyon.
Anplis de sa, paske plis elektwon yo mare tou pre sifas la nan sib la, bonbadman nan substra a pa elektwon redwi, ak tanperati a nan substra a redwi. Konpare ak teknoloji DCPVD plat-plak la, youn nan karakteristik ki pi evidan nan teknoloji magnetron depo fizik vapè se ke vòltaj la egzeyat ignisyon pi ba ak plis ki estab.
Akòz pi wo konsantrasyon plasma li yo ak pi gwo pwodiksyon sputtering, li ka reyalize efikasite depo ekselan, kontwòl epesè depo nan yon seri gwo gwosè, kontwòl konpozisyon egzak ak pi ba vòltaj ignisyon. Se poutèt sa, magnetron sputtering se nan yon pozisyon dominan nan fim metal aktyèl la PVD. Pi senp magnetron sputtering sous konsepsyon an se mete yon gwoup leman sou do a nan sib la plat (deyò sistèm nan vakyòm) jenere yon jaden mayetik paralèl ak sifas la sib nan yon zòn lokal sou sifas la sib.
Si yo mete yon leman pèmanan, jaden mayetik li relativman fiks, sa ki lakòz yon distribisyon relativman fiks jaden mayetik sou sifas sib la nan chanm lan. Se sèlman materyèl nan zòn espesifik nan sib la sputtered, to itilizasyon sib la ba, ak inifòmite nan fim nan prepare se pòv.
Gen yon sèten pwobabilite ke metal la sputtered oswa lòt patikil materyèl yo pral depoze tounen sou sifas sib la, kidonk totalman nan patikil ak fòme kontaminasyon defo. Se poutèt sa, sous komèsyal magnetron sputtering sitou itilize yon konsepsyon leman wotasyon amelyore inifòmite fim, pousantaj itilizasyon sib, ak sputtering sib konplè.
Li enpòtan pou balanse twa faktè sa yo. Si balans lan pa byen jere, li ka lakòz yon bon inifòmite fim pandan y ap diminye anpil pousantaj itilizasyon sib (mantèg lavi sib la), oswa li pa reyisi rive nan sputtering sib konplè oswa korozyon sib konplè, ki pral lakòz pwoblèm patikil pandan sputtering la. pwosesis.
Nan teknoloji magnetron PVD, li nesesè yo konsidere mekanis mouvman leman wotasyon an, fòm sib, sistèm refwadisman sib ak sous magnetron sputtering, osi byen ke konfigirasyon fonksyonèl baz la ki pote wafer la, tankou adsorption wafer ak kontwòl tanperati. Nan pwosesis PVD la, tanperati wafer la kontwole pou jwenn estrikti kristal ki nesesè yo, gwosè grenn ak oryantasyon, osi byen ke estabilite pèfòmans lan.
Depi kondiksyon chalè a ant do wafer la ak sifas baz la mande pou yon presyon sèten, anjeneral nan lòd plizyè Torr, ak presyon k ap travay nan chanm lan anjeneral nan lòd plizyè mTorr, presyon sou do a. nan wafer la se pi plis pase presyon an sou sifas la anwo nan wafer la, kidonk yon chuck mekanik oswa yon chuck elektwostatik bezwen pozisyon ak limite wafer la.
Chuck mekanik la depann sou pwa pwòp li yo ak kwen nan wafer la pou reyalize fonksyon sa a. Malgre ke li gen avantaj ki genyen nan estrikti senp ak ensansibilite nan materyèl la nan wafer la, efè a kwen nan wafer la se evidan, ki se pa fezab nan kontwòl la strik nan patikil. Se poutèt sa, li te piti piti ranplase pa yon chuck elektwostatik nan pwosesis fabrikasyon IC la.
Pou pwosesis ki pa patikilyèman sansib a tanperati, yo ka itilize yon metòd etajè kontak ki pa adsorption, ki pa kwen (pa gen diferans presyon ant sifas anwo ak pi ba wafer la). Pandan pwosesis PVD la, pawa chanm lan ak sifas pati ki an kontak ak plasma a pral depoze epi kouvri. Lè epesè fim nan depoze depase limit la, fim nan pral krak ak dekale, sa ki lakòz pwoblèm patikil.
Se poutèt sa, tretman an sifas nan pati tankou pawa a se kle nan pwolonje limit sa a. Sandblasting andigman ak flite aliminyòm yo se de metòd souvan itilize, objektif la nan ki se ogmante brutality sifas la ranfòse lyezon ki genyen ant fim nan ak sifas la pawa.
3.5 Ekipman depo vapè fizik ionizasyon
Avèk devlopman kontinyèl nan teknoloji mikwo-elektwonik, gwosè karakteristik yo ap vin pi piti ak pi piti. Depi teknoloji PVD pa ka kontwole direksyon depozisyon patikil yo, kapasite PVD pou antre nan twou ak chanèl etwat ak rapò aspè segondè limite, sa ki fè aplikasyon an elaji nan teknoloji PVD tradisyonèl de pli zan pli defi. Nan pwosesis PVD la, kòm rapò aspè nan Groove pò a ogmante, pwoteksyon an nan pati anba a diminye, fòme yon estrikti ki anlè anlè nan kwen anwo a, epi fòme pwoteksyon ki pi fèb nan kwen anba a.
Teknoloji depo fizik iyonize te devlope pou rezoud pwoblèm sa a. Li premye plasmatize atòm metal yo sputtered soti nan sib la nan diferan fason, ak Lè sa a, ajiste vòltaj la patipri chaje sou wafer la kontwole direksyon an ak enèji nan iyon metal yo jwenn yon koule ki estab direksyon iyon metal yo prepare yon fim mens, kidonk amelyore. pwoteksyon an nan anba a nan etap yo nan rapò aspè segondè nan twou ak chanèl etwat.
Karakteristik tipik nan teknoloji plasma metal ionize se adisyon a nan yon bobin frekans radyo nan chanm lan. Pandan pwosesis la, presyon k ap travay nan chanm lan kenbe nan yon eta relativman wo (5 a 10 fwa presyon k ap travay nòmal la). Pandan PVD, bobin frekans radyo yo itilize pou jenere dezyèm rejyon plasma a, kote konsantrasyon plasma agon an ogmante ak ogmantasyon pouvwa frekans radyo ak presyon gaz. Lè atòm metal yo sputtered soti nan sib la pase nan rejyon sa a, yo kominike avèk plasma agon nan gwo dansite yo fòme iyon metal.
Aplike yon sous RF nan konpayi asirans lan wafer (tankou yon Chuck elektwostatik) ka ogmante patipri negatif sou wafer la atire metal iyon pozitif nan pati anba a nan Groove pò a. Sa a direksyon an metal iyon koule pèpandikilè ak sifas la wafer amelyore pwoteksyon anba etap la nan porositë rapò segondè ak chanèl etwat.
Patipri negatif aplike nan wafer la tou lakòz iyon bonbade sifas la wafer (reverse sputtering), ki febli estrikti a anlèv nan bouch la Groove pore ak sputters fim nan depoze nan pati anba a sou flan yo nan kwen yo nan pati anba a nan pò a. Groove, kidonk amelyore pwoteksyon etap la nan kwen yo.
3.6 Ekipman depo vapè chimik presyon atmosferik
Ekipman depozisyon chimik presyon atmosferik (APCVD) refere a yon aparèy ki flite yon sous reyaksyon gaz a yon vitès konstan sou sifas yon substra solid chofe anba yon anviwònman ki gen yon presyon ki toupre presyon atmosferik, sa ki lakòz sous reyaksyon an reyaji chimikman sou. sifas substra a, epi pwodwi reyaksyon an depoze sou sifas substra a pou fòme yon fim mens.
Ekipman APCVD se ekipman CVD ki pi bonè epi li toujou lajman itilize nan pwodiksyon endistriyèl ak rechèch syantifik. Ekipman APCVD ka itilize pou prepare fim mens tankou Silisyòm kristal sèl, Silisyòm polikristalin, diyoksid Silisyòm, oksid zenk, diyoksid Titàn, fosfosilikat vè, ak borofosfosilikat vè.
3.7 Ekipman depo vapè chimik ki ba presyon
Ekipman depo vapè chimik ki ba presyon (LPCVD) refere a ekipman ki sèvi ak matyè premyè gaz pou reyaji chimikman sou sifas yon substra solid anba yon anviwònman chofe (350-1100°C) ak ba presyon (10-100mTorr), ak reyaktif yo depoze sou sifas substra a pou fòme yon fim mens. Ekipman LPCVD devlope sou baz APCVD pou amelyore kalite fim mens, amelyore inifòmite distribisyon paramèt karakteristik tankou epesè fim ak rezistans, ak amelyore efikasite pwodiksyon an.
Karakteristik prensipal li se ke nan yon anviwònman ki ba-presyon jaden tèmik, gaz pwosesis la reyaji chimikman sou sifas la nan substra a wafer, ak pwodwi yo reyaksyon yo depoze sou sifas la substra yo fòme yon fim mens. Ekipman LPCVD gen avantaj nan preparasyon fim mens-wo kalite epi yo ka itilize pou prepare fim mens tankou oksid Silisyòm, nitrure Silisyòm, polisilikon, karbid Silisyòm, nitrure galyòm ak grafèn.
Konpare ak APCVD, anviwònman reyaksyon ba presyon nan ekipman LPCVD ogmante chemen an gratis vle di ak koyefisyan difizyon nan gaz la nan chanm reyaksyon an.
Gaz reyaksyon ak molekil gaz konpayi asirans nan chanm reyaksyon an ka distribye respire nan yon ti tan, kidonk anpil amelyore inifòmite nan epesè fim, inifòmite rezistans ak pwoteksyon etap fim nan, ak konsomasyon nan gaz reyaksyon tou piti. Anplis de sa, anviwònman an ba presyon tou akselere vitès transmisyon sibstans gaz yo. Enpurte ak sous-pwodwi reyaksyon ki difize soti nan substra a ka byen vit pran soti nan zòn reyaksyon an atravè kouch fwontyè a, ak gaz reyaksyon an byen vit pase nan kouch fwontyè a pou rive nan sifas substrate pou reyaksyon, kidonk efektivman siprime pwòp tèt ou-dopaj, prepare. fim-wo kalite ak zòn tranzisyon apik, epi tou amelyore efikasite pwodiksyon an.
3.8 Plasma Enhanced Ekipman Depozisyon Vapè Chimik
Plasma amelyore depo chimik vapè (PECVD) se yon t lajman itilizeHin fim depozisyon teknoloji. Pandan pwosesis plasma a, precurseur gaz la ionize anba aksyon plasma a pou fòme gwoup aktif eksite, ki difize sou sifas substra a epi sibi reyaksyon chimik pou konplete kwasans fim.
Dapre frekans jenerasyon plasma, plasma yo itilize nan PECVD ka divize an de kalite: plasma frekans radyo (plasma RF) ak plasma mikwo ond (plasma mikwo ond). Kounye a, frekans radyo yo itilize nan endistri a se jeneralman 13.56MHz.
Entwodiksyon plasma frekans radyo anjeneral divize an de kalite: kouple kapasitif (CCP) ak kouple endiktif (ICP). Metòd kouple kapasitif la se nòmalman yon metòd reyaksyon dirèk plasma; pandan y ap metòd la kouple endiktif kapab yon metòd plasma dirèk oswa yon metòd plasma aleka.
Nan pwosesis fabrikasyon semi-conducteurs, PECVD souvan itilize pou grandi fim mens sou substrats ki gen metal oswa lòt estrikti tanperati-sansib. Pou egzanp, nan jaden an nan back-end metal entèkoneksyon nan sikui entegre, depi sous la, pòtay ak estrikti drenaj nan aparèy la te fòme nan pwosesis la devan-fen, kwasans lan nan fim mens nan jaden an nan entèkoneksyon metal se sijè. nan kontrent bidjè tèmik trè strik, kidonk li anjeneral ranpli ak asistans plasma. Lè yo ajiste paramèt pwosesis plasma yo, dansite, konpozisyon chimik, kontni enpurte, severite mekanik ak paramèt estrès nan fim mens ki grandi pa PECVD ka ajiste ak optimize nan yon seri sèten.
3.9 Ekipman depo kouch atomik
Depo kouch atomik (ALD) se yon teknoloji depo fim mens ki grandi detanzantan nan fòm yon kouch quasi-monoatomik. Karakteristik li se ke epesè fim nan depoze ka jisteman ajiste pa kontwole kantite sik kwasans. Kontrèman ak pwosesis depo chimik vapè (CVD), de (oswa plis) précurseurs nan pwosesis ALD la altènativman pase nan sifas substra a epi yo efektivman izole pa purge gaz ra.
De précurseurs yo pa pral melanje ak rankontre nan faz gaz la pou reyaji chimikman, men sèlman reyaji nan adsorption chimik sou sifas substra a. Nan chak sik ALD, kantite precurseur adsorbed sou sifas substra a gen rapò ak dansite gwoup aktif yo sou sifas substra a. Lè gwoup reyaktif sou sifas substra yo fin itilize, menm si yo prezante yon eksè de précurseur, adsorption chimik pa pral rive sou sifas substra a.
Pwosesis reyaksyon sa a rele yon sifas oto-limitasyon reyaksyon. Mekanis pwosesis sa a fè epesè fim nan grandi nan chak sik nan pwosesis ALD konstan, kidonk pwosesis ALD la gen avantaj ki genyen nan kontwòl epesè egzak ak bon pwoteksyon etap fim.
3.10 Molekilè Beam Epitaksi Ekipman
Sistèm epitaksi Molekilè Beam (MBE) refere a yon aparèy epitaksi ki sèvi ak youn oswa plis enèji tèmik atomik oswa travès molekilè pou flite sou sifas substrate chofe a nan yon vitès sèten nan kondisyon vakyòm ultra-segondè, epi adsorb ak imigre sou sifas substrate la. epitaxially grandi yon sèl kristal fim mens sou direksyon an aks kristal nan materyèl la substra. Anjeneral, anba kondisyon chofaj pa yon gwo founo dife jè ak yon plak pwotèj chalè, sous gwo bout bwa a fòme yon gwo bout bwa atomik oswa yon gwo bout bwa molekilè, ak fim nan ap grandi kouch pa kouch nan direksyon aks kristal nan materyèl la substra.
Karakteristik li yo se tanperati kwasans epitaxial ki ba, ak epesè, koòdone, konpozisyon chimik ak konsantrasyon enpurte ka jisteman kontwole nan nivo atomik. Malgre ke MBE soti nan preparasyon an nan semi-conducteurs ultra-mens fim kristal sèl, aplikasyon li gen kounye a elaji nan yon varyete de sistèm materyèl tankou metal ak izolasyon dielectrics, epi li ka prepare III-V, II-VI, Silisyòm, Silisyòm germanium (SiGe). ), grafèn, oksid ak fim òganik.
Sistèm epitaksi molekilè gwo bout bwa a (MBE) sitou konpoze de yon sistèm vakyòm ultra-segondè, yon sous molekilè gwo bout bwa, yon fikse substra ak sistèm chofaj, yon sistèm transfè echantiyon, yon sistèm siveyans in-situ, yon sistèm kontwòl, ak yon tès. sistèm.
Sistèm vakyòm nan gen ladan ponp vakyòm (ponp mekanik, ponp molekilè, ponp iyon, ak ponp kondansasyon, elatriye) ak tiyo divès kalite, ki ka kreye yon anviwònman kwasans vakyòm ultra-segondè. Degre vakyòm jeneralman possible se 10-8 a 10-11 Torr. Sistèm nan vakyòm sitou gen twa chanm k ap travay vakyòm, sètadi chanm nan piki echantiyon, pretreatman an ak chanm analiz sifas, ak chanm nan kwasans.
Chanm piki echantiyon an itilize pou transfere echantiyon yo nan mond lan deyò pou asire kondisyon yo vakyòm segondè nan lòt chanm; chanm pretretman an ak analiz sifas konekte chanm piki echantiyon an ak chanm kwasans lan, ak fonksyon prensipal li se pre-pwosesis echantiyon an (degaze segondè-tanperati pou asire pwòpte konplè sifas substra a) ak fè analiz sifas preliminè sou la. echantiyon netwaye; Chanm kwasans lan se pati debaz nan sistèm MBE a, sitou ki konpoze de yon founo sous ak asanble vole korespondan li yo, yon konsole kontwòl echantiyon, yon sistèm refwadisman, yon refleksyon segondè enèji difraksyon elektwon (RHEED), ak yon sistèm siveyans nan plas. . Gen kèk ekipman MBE pwodiksyon gen plizyè konfigirasyon chanm kwasans. Dyagram chematik estrikti ekipman MBE a montre anba a:
MBE nan materyèl Silisyòm sèvi ak Silisyòm pite segondè kòm matyè premyè, ap grandi nan kondisyon ultra-wo vakyòm (10-10 ~ 10-11Torr), ak tanperati kwasans lan se 600 ~ 900 ℃, ak Ga (P-tip) ak Sb ( N-tip) kòm sous dopaj. Souvan yo itilize sous dopaj tankou P, As ak B yo raman itilize kòm sous gwo bout bwa paske yo difisil pou evapore.
Chanm reyaksyon MBE a gen yon anviwònman vakyòm ultra-segondè, ki ogmante chemen an gratis nan molekil ak diminye kontaminasyon ak oksidasyon sou sifas materyèl la k ap grandi. Materyèl epitaxial prepare a gen bon mòfoloji sifas ak inifòmite, epi li ka fèt nan yon estrikti multikouch ak diferan dopaj oswa diferan konpozan materyèl.
Teknoloji MBE reyalize kwasans repete nan kouch epitaxial ultra-mens ak yon epesè nan yon sèl kouch atomik, ak koòdone ki genyen ant kouch epitaxial yo apik. Li ankouraje kwasans III-V semi-conducteurs ak lòt materyèl milti-konpozan heterogeneous. Kounye a, sistèm MBE a vin yon ekipman pwosesis avanse pou pwodiksyon yon nouvo jenerasyon aparèy mikwo ond ak aparèy optoelektwonik. Dezavantaj yo nan teknoloji MBE yo se to kwasans fim dousman, kondisyon vakyòm segondè, ak gwo ekipman ak depans pou itilize ekipman yo.
3.11 Sistèm Epitaksi Faz Vapè
Sistèm epitaksi faz vapè (VPE) la refere a yon aparèy kwasans epitaksi ki transpòte konpoze gaz nan yon substra epi li jwenn yon sèl kouch materyèl kristal ak menm aranjman lasi ak substra a atravè reyaksyon chimik. Kouch epitaksial la kapab yon kouch homoepitaxial (Si / Si) oswa yon kouch heteroepitaxial (SiGe / Si, SiC / Si, GaN / Al2O3, elatriye). Kounye a, teknoloji VPE te lajman itilize nan domèn preparasyon nanomateryèl, aparèy pouvwa, aparèy optoelektwonik semi-conducteurs, fotovoltaik solè, ak sikui entegre.
VPE tipik gen ladan epitaksi presyon atmosferik ak epitaksi presyon redwi, ultra-wo vakyòm vapè chimik depo, metal òganik depo vapè chimik, elatriye Pwen kle yo nan teknoloji VPE yo se konsepsyon chanm reyaksyon, mòd koule gaz ak inifòmite, inifòmite tanperati ak kontwòl presizyon, kontwòl presyon ak estabilite, patikil ak kontwòl domaj, elatriye.
Kounye a, direksyon devlopman nan sistèm VPE komèsyal endikap yo se gwo chajman wafer, kontwòl totalman otomatik, ak siveyans an tan reyèl nan tanperati ak kwasans pwosesis. Sistèm VPE gen twa estrikti: vètikal, orizontal ak silendrik. Metòd chofaj yo gen ladan chofaj rezistans, chofaj endiksyon wo-frekans ak chofaj radyasyon enfrawouj.
Kounye a, sistèm VPE sitou itilize estrikti disk orizontal, ki gen karakteristik bon inifòmite nan kwasans fim epitaksi ak gwo chajman wafer. Sistèm VPE anjeneral konpoze de kat pati: raktor, sistèm chofaj, sistèm chemen gaz ak sistèm kontwòl. Paske tan kwasans GaAs ak GaN epitaxial fim se relativman long, chofaj endiksyon ak chofaj rezistans yo sitou itilize. Nan Silisyòm VPE, kwasans fim epitaxial epè sitou itilize chofaj endiksyon; kwasans fim epitaxial mens sitou itilize chofaj enfrawouj pou reyalize objektif tanperati rapid monte / tonbe.
3.12 Sistèm epitaksi faz likid
Sistèm Epitaksi Faz Likid (LPE) refere a ekipman kwasans epitaksi ki fonn materyèl pou grandi (tankou Si, Ga, As, Al, elatriye) ak dopant (tankou Zn, Te, Sn, elatriye) nan yon. metal ak yon pwen k ap fonn pi ba (tankou Ga, In, elatriye), pou ke solute a satire oswa supersaturated nan sòlvan an, ak Lè sa a, se yon sèl substra kristal la kontakte ak la. solisyon, epi solute a presipite soti nan sòlvan an pa piti piti refwadi desann, ak yon kouch materyèl kristal ki gen yon estrikti kristal ak konstan lasi ki sanble ak sa yo ki nan substra a grandi sou sifas la nan substra a.
Metòd LPE te pwopoze pa Nelson et al. an 1963. Li itilize pou grandi fim mens Si ak materyèl kristal sèl, osi byen ke materyèl semi-conducteurs tankou gwoup III-IV ak mèki kadmyòm telluride, epi yo ka itilize pou fè divès kalite aparèy optoelektwonik, aparèy mikwo ond, aparèy semi-conducteurs ak selil solè. .
———————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera ka baypati grafit, mou/rijid te santi, pati carbure Silisyòm, Pati carbure Silisyòm CVD, epiSiC/TaC kouvwi patiak nan 30 jou.
Si w enterese nan pwodwi semi-conducteurs ki anwo yo,tanpri pa ezite kontakte nou nan premye fwa.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Tan pòs: Out-31-2024