تفاصيل المدونة

عملية الجانب الأمامي في تصنيع الشرائح: ترسب الأفلام الرقيقة

تتكون الدوائر المتكاملة من العديد من خطوات التصنيع المعقدة والمتطورة ، من بينها إزالة الفيلم الرقيق هي واحدة من أهم التقنيات.الغرض من ترسب الفيلم الرقيق هو بناء أكوام متعددة الطبقات في أجهزة أشباه الموصلات وضمان العزل بين طبقات المعدنيتم وضع طبقات معدنية موصلة متعددة وطبقات عازلة كهربائية بالتناوب على سطح الوافر.ثم يتم إزالة هذه بشكل انتقائي من خلال عمليات الحفر المتكررة لتشكيل هيكل ثلاثي الأبعاد.

يشير مصطلح رقيق عادة إلى الأفلام ذات سمك أقل من 1 ميكرون ، والتي لا يمكن إنتاجها عن طريق المعالجة الميكانيكية التقليدية.عملية ربط هذه الأفلام الجزيئية أو الذرية على سطح الوافر تسمى التبديد.

اعتماداً على المبدأ الأساسي ، يتم تصنيف تقنيات ترسب الألواح الرقيقة بشكل عام إلى:

• ترسب البخار الكيميائي (CVD)

• ترسب البخار الفيزيائي (PVD)

• ترسب الطبقة الذرية (ALD)

مع تطور تكنولوجيا الألواح الرقيقة، ظهرت أنظمة ترسب مختلفة لخدمة خطوات مختلفة من تصنيع الوافر.

▌ترسب البخار الفيزيائي (PVD)

يشير PVD إلى مجموعة من العمليات القائمة على الفراغ التي تستخدم الوسائل الفيزيائية لتبخير المواد المستهدفة (الصلبة أو السائلة) إلى ذرات أو جزيئات ، أو تآيونها جزئيًا ،ونقلهم عبر غازات منخفضة الضغط أو البلازما لإيداع الأفلام الوظيفية على الركيزة.

وتشمل طرق PVD الشائعة:

• ترسب التبخر

• ترسب البصاقات

• ترسب البلازما القوس

• طلاء الأيونات

• تحليل الشعاع الجزيئي (MBE)

يتميز PVD ب:

• نقاء الفيلم العالي

• جودة فيلم ثابتة

• درجات حرارة معالجة أقل

• معدلات الودائع العالية

• تكلفة التصنيع المنخفضة نسبياً

يستخدم PVD بشكل رئيسي لإيداع الأفلام المعدنية ، وليس مناسبًا للأفلام العازلة. والسبب هو أنه عندما تقوم الأيونات الإيجابية بقصف الهدف العازل ، فإنها تتسبب في حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوث حدوثيحولون الطاقة الحركية إلى سطح الهدف، ولكن الأيونات الإيجابية التي تستخدمها بشكل رئيسي لتسديد الألواح المعدنية تتراكم على السطح.هذا التراكم في الشحنة يولد مجالا كهربائيا يرفض الأيونات القادمة و في نهاية المطاف يوقف عملية التنقيط.

● تبخير الفراغ

في بيئة فراغ ، يتم تسخين المادة المستهدفة وتبخيرها. تتبخّر الذرات أو الجزيئات من السطح وتسافر مع أقل تصادم من خلال الفراغ لتستقر على الركيزة.أساليب التدفئة الشائعة تشمل:

• تسخين المقاومة

• إدخال التردد العالي

• قصف شعاع الإلكترونات أو أشعة الليزر أو شعاع الأيونات

● ترسب البصاقات

في الفراغ، تضرب جسيمات عالية الطاقة (عادةً أيونات Ar +) سطح الهدف، مما يتسبب في طرد الذرات وتسديدها على الركيزة.

● طلاء الأيونات

يستخدم طلاء الأيونات البلازما لتأين مادة الطلاء إلى أيونات وذرات محايدة عالية الطاقة. يتم تطبيق تحيز سلبي على الركيزة ، مما يجذب الأيونات لتودع وتشكل فيلم رقيق.

▌ترسب البخار الكيميائي (CVD)

يستخدم CVD تفاعلات كيميائية لإيداع أفلام رقيقة. يتم إدخال الغازات المفاعلة إلى غرفة التفاعل وتفعيلها باستخدام الحرارة أو البلازما أو الضوء.تتفاعل هذه الغازات كيميائياً لتشكيل الفيلم الصلب المطلوب على الركيزة، بينما يتم استنفاد المنتجات الجانبية من الغرفة.

يتضمن مرض القلب والأوعية الدموية العديد من المتغيرات اعتمادا على الظروف:

• الضغط الجوي CVD (APCVD)

• ضغط منخفض (LPCVD)

• مرض القلب القلبي المعزز بالبلزما (PECVD)

• PECVD عالي الكثافة (HDPECVD)

• المواد العضوية المعدنية (MOCVD)

• ترسب الطبقة الذرية (ALD)

الأفلام CVD عادة ما تظهر:

• نقاء مرتفع

• أداء متفوق
  إنها الطريقة الرئيسية لتصنيع الأفلام المعدنية والديالكترونية وشرائح الموصلات في تصنيع الرقائق.

● APCVD

يتم إجراؤها في ضغط جوي و 400-800 درجة مئوية، تستخدم لإنتاج الأفلام مثل:

• السيليكون أحادي البلور

• السيليكون البوليكريستالي

• ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)

• الـ SiO2 المضخم

● LPCVD

تستخدم في عمليات > 90 نانومتر لإنتاج:

• SiO2، PSG/BPSG

• نتريد السيليكون (Si3N4)

• البوليسيليكون

● PECVD

تستخدم على نطاق واسع في العقد 28 ∼ 90 نانومتر لإيداع مواد كهربائية معطلة وشبه موصلة.
المزايا:

• درجات حرارة ترسب أقل

• كثافة فيلم أعلى ونقاء

• معدلات إيداع أسرع
  أصبحت أنظمة PECVD أدوات الألواح الرقيقة الأكثر استخدامًا في المصانع مقارنةً بـ APCVD و LPCVD.

▌ترسب الطبقة الذرية (ALD)

ALD هو نوع خاص من CVD الذي يسمح بنمو فيلم رقيق للغاية عن طريق إيداع طبقة ذرية واحدة في كل مرة عن طريق ردود الفعل السطحية المحدودة ذاتياً.

على عكس مرض القلب القلبي التقليدي ، تتناوب ALD النبضات السابقة. يتم تشكيل كل طبقة عن طريق تفاعل سطحي متسلسل مع الطبقة المستودعة سابقًا. وهذا يتيح:

• التحكم في سمك النطاق الذري

• تغطية مطابقة

• الأفلام الخالية من ثقوب الدبابيس

الـ ALD تدعم إيداع:

• المعادن

• أكسيدات

• الكربيدات، النتريدات، الكبريتيدات، السيليكيدات

• أشباه الموصلات والموصلات الفائقة

مع زيادة كثافة الاندماج وتقلص أحجام الأجهزة ، تستبدل المواد الكهربائية عالية الكليات SiO2 في بوابات الترانزستور.تغطية الخطوة الممتازة والتحكم الدقيق في السماكة تجعلها مثالية لتصنيع الأجهزة المتقدمة ويتم اعتمادها بشكل متزايد في إنتاج الرقائق المتطورة.

▌مقارنة تكنولوجيات الترسب

●أداء ترسب الفيلم

(هنا يمكنك إدراج جدول مقارن للتوافق، ومراقبة السماكة، وتغطية الخطوة، الخ.)

● التقنيات والتطبيقات

(إدراج الجدول الذي يظهر حالات استخدام PVD مقابل CVD مقابل ALD)

● المعدات والقدرات

(إدراج جدول مقارنة معدلات ترسب، درجات الحرارة، التوحيد، التكاليف)

الاستنتاج

التقدم في تكنولوجيات ترسب الألواح الرقيقة أمر ضروري لمواصلة تطوير صناعة أشباه الموصلات.تمكين مزيد من الابتكار والتحسين في تصنيع الدوائر المتكاملة.

منتجات ذات صلة

سيكس كربيد السيليكون 4H 4 بوصة 6 بوصة صناعة أشباه الموصلات عالية المقاومة