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半导体前端工艺:沉积——“更小、更多”,微细化的关键

日期:2023-8-17 (来源:互联网)

半导体前端工艺是指半导体芯片制造的最初阶段,主要包括晶圆制备、沉积、光刻、蚀刻和清洗等工艺步骤。其中,沉积工艺是半导体前端工艺中非常重要的一环,它通过在晶圆表面沉积材料,实现对半导体器件结构的建立和改善。

沉积工艺的目标是实现“更小、更多”。随着半导体技术的发展,SN74AHC1G125DCKR芯片上的晶体管数量越来越多,器件尺寸也越来越小。沉积工艺就是为了在这样的背景下,将薄膜材料均匀地沉积在晶圆表面,以满足器件结构和性能的要求。

沉积工艺可以分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种主要类型。

物理气相沉积(PVD)是通过蒸发或溅射的方式,将固态材料转变为气态,然后在晶圆上以固态形式重新沉积。这种方法适用于金属或合金材料的沉积,常用于制备金属导线、金属电极等。

化学气相沉积(CVD)是通过在气相中反应生成气体或蒸汽,然后在晶圆表面发生化学反应,形成所需的薄膜材料。CVD可以分为热CVD和低压CVD两种。

热CVD是在高温条件下进行的,通常用于沉积高质量的多晶硅、氮化硅、氮化铝等薄膜材料。热CVD的优点是沉积速度快,薄膜质量好,但需要高温环境。

低压CVD是在较低的压力下进行的,通常用于沉积氧化硅、氮化硅等绝缘材料。低压CVD的优点是沉积速度较快,薄膜质量好,且能够控制薄膜的厚度和均匀性。

沉积工艺的微细化是半导体技术发展的关键之一。随着器件尺寸的缩小,沉积工艺需要实现更高的精度和均匀性。此外,还需要在不同的材料之间实现良好的界面质量。为了实现微细化,沉积工艺还需要考虑一系列因素,包括沉积速率、沉积温度、沉积压力、沉积气体的流量和组分等。

总之,沉积工艺在半导体前端工艺中起着至关重要的作用。它通过将材料均匀地沉积在晶圆表面,实现对半导体器件结构的建立和改善。随着半导体技术的发展,沉积工艺的微细化成为实现更小、更多的关键。