ساخت تراشه: رسوب فیلم نازک

در دنیای میکروسکوپی تراشه ها ، ترانزیستورها باید عایق بندی شوند و سیم های فلزی باید با لایه های رسانا به هم وصل شوند - این ضخامت نانومتر (1 نانومتر= میلیاردم متر) فیلم ضخیم مانند یک برس است که "مدارهای" را برای تراشه ها ترسیم می کند. سه فناوری رسوب فیلم نازک هسته در ساخت نیمه هادی: ALD ، CVD ، PVD ، هر یک نقش غیر قابل تعویض دارند.

مقایسه سه فناوری اصلی

مشخصه	رسوب لایه اتمی (ALD)	رسوب بخار شیمیایی (CVD)	رسوب بخار فیزیکی (PVD)
میزان رسوب	بسیار کند (1-10 نانومتر در دقیقه)	متوسط (10-100 نانومتر در دقیقه)	بسیار سریع (100 نانومتر 1 میکرومتر در دقیقه)
قابلیت های پوشش	کنفرانس کامل (پوشش 100 ٪ سنگرهای عمیق)	سازگار متوسط (وابسته به انتقال گاز)	پوشش مستقیم خط (کت سطح
مواد قابل اجرا:	اکسیدها/نیتریدها/اکسیدهای فلزی/فلزات	ترکیبات اکسید/نیترید/فلزی	اکسیدهای جزئی فلز/آلیاژ
دمای فرآیند	درجه حرارت گسترده (50-400 درجه)	درجه حرارت بالا (300-1000 درجه)	دمای پایین (دمای اتاق -500 درجه)
اصل رسوب	رشد لایه اتمی خود محدود کننده (لایه انباشته شده به لایه مانند دیوار)	رسوب واکنشهای شیمیایی فاز گاز (به عنوان مثال ، "برف" گاز)	لکه دار شدن فیزیکی/تبخیر (مانند نقاشی)
جهت	ایزوتروپی (پوشش یکنواخت در همه جهات)	ایزوتروپیک (گاز می تواند به شکاف ها نفوذ کند)	جهت مستقیم (فقط به قسمت نمای مستقیم اسپری می کنید)

ALD: دستگاه های دقیق

مزیت: پوشش یکنواخت در مقیاس اتمی بر روی سطح ساختارهای سه بعدی (به عنوان مثال باله های Finfet).

برنامه های کاربردی معمولی: لایه دی الکتریک دروازه بالا K برای تراشه های زیر 7 نانومتر ، لایه عایق خازنی برای تراشه های حافظه. هزینه: سرعت آهسته و هزینه بالا.

2. CVD: فیلم های در مقیاس بزرگ

مزایا: رسوب کارآمد ترکیبات پیچیده (به عنوان مثال عایق سیلیس ، لایه انفعال نیترید سیلیکون).

جهت نوآوری: CVD با افزایش پلاسما (PECVD) باعث کاهش دما و کاهش آسیب به لایه پایین می شود.

PVD: اتصال فلزی

مزایا: رسوب سریع سیمهای مس/آلومینیوم ، موانع تیتانیوم/تانتالوم.

نقص کشنده: نمی تواند از طریق دیوارهای جانبی در عمق آن را پوشش دهد - نیاز به استفاده با ALD/CVD دارد.

0021-02395 Rev.B حلقه درج ، آلومینیوم DXZ SACVD

چالش مهندسی: هنگامی که ساختار تراشه نسبت به عمق به عرض 40: 1 (معادل قطر چاه 1 متر و عمق چاه 40 متر) دارد ، فقط ALD می تواند دیوار چاه را به طور کامل بپوشاند!

0010-37264 اتاق Cooldown Multi Slot Ass'y

چرا به سه فناوری نیاز دارید؟

الزامات دقت: ضخامت لایه دی الکتریک دروازه ترانزیستور 12 اتم ، که بدون ALD قابل کنترل نیست.

تعادل کارآیی: لایه هادی فلزی در 10 دقیقه با PVD تکمیل می شود و ALD 10 ساعت طول می کشد.

سازگاری ساختاری: ساختار مسطح → CVD/PVD ؛ نانوله های سه بعدی → باید ALD باشد.

عواقب شکست فیلم ضخامت ناهموار:

اختلاف لایه دی الکتریک دروازه 1 اتم → نشت ترانزیستور تا صد برابر افزایش می یابد.

پوشش نقص: قسمت جانبی سوراخ عمیق پوشانده نشده است - مدار کوتاه هادی فلزی.