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半导体制造流程(五) - 薄膜沉积

发布日期:2023-05-17 发布者:合明科技 浏览次数:5183

半导体制造流程(五) - 薄膜沉积

半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体应用领域非常广泛。从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。

每个半导体产品的制造都需要数百个工艺,整个制造过程分为八个步骤:晶圆加工 - 氧化 - 光刻 -刻蚀 - 薄膜沉积 - 互连 - 测试 - 封装。今天小编给大家介绍的是半导体制造的第五个步骤:薄膜沉积,希望能对大家有所帮助!

半导体制造流程.jpg

半导体制造第五步:薄膜沉积

为了创建芯片内部的微型器件,我们需要不断地沉积一层层的薄膜并通过刻蚀去除掉其中多余的部分,另外还要添加一些材料将不同的器件分离开来。每个晶体管或存储单元就是通过上述过程一步步构建起来的。我们这里所说的“薄膜”是指厚度小于 1 微米(μm,百万分之一米)、无法通过普通机械加工方法制造出来的“膜”。将包含所需分子或原子单元的薄膜放到晶圆上的过程就是“沉积”。

要形成多层的半导体结构,我们需要先制造器件叠层, 即在晶圆表面交替堆叠多层薄金属(导电)膜和介电(绝缘)膜,之后再通过重复刻蚀工艺去除多余部分并形成三维结构。可用于沉积过程的技术包括化学气相沉积 (CVD)、原子层沉积 (ALD) 和物理气相沉积(PVD),采用这些技术的方法又可以分为干法和湿法沉积两种。

半导体薄膜沉积.jpg

化学气相沉积

在化学气相沉积中,前驱气体会在反应腔发生化学反应并生成附着在晶圆表面的薄膜以及被抽出腔室的副产物。等离子体增强化学气相沉积则需要借助等离子体产生反应气体。这种方法降低了反应温度,因此非常适合对温度敏感的结构。使用等离子体还可以减少沉积次数,往往可以带来更高质量的薄膜。

半导体薄膜沉积1.jpg

原子层沉积

原子层沉积通过每次只沉积几个原子层从而形成薄膜。该方法的关键在于循环按一定顺序进行的独立步骤并保持良好的控制。在晶圆表面涂覆前驱体是第一步,之后引入不同的气体与前驱体反应即可在晶圆表面形成所需的物质。

半导体薄膜沉积2.jpg

物理气相沉积

顾名思义,物理气相沉积是指通过物理手段形成薄膜。溅射就是一种物理气相沉积方法,其原理是通过氩等离子体的轰击让靶材的原子溅射出来并沉积在晶圆表面形成薄膜。在某些情况下,可以通过紫外线热处理(UVTP) 等技术对沉积膜进行处理并改善其性能。

半导体薄膜沉积3.jpg

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