Anns a 'phròiseas saothrachaidh semiconductor,eisdeachdTha teicneòlas na phròiseas deatamach a thathas a’ cleachdadh gus stuthan nach eileas ag iarraidh a thoirt air falbh air an t-substrate gus pàtrain cuairteachaidh iom-fhillte a chruthachadh. Bheir an artaigil seo a-steach gu mionaideach dà theicneòlas clò-bhualaidh prìomh-shruthach - eitseadh plasma ceangailte gu capacitive (CCP) agus eitseachadh plasma ceangailte gu inductively (ICP), agus sgrùdadh a dhèanamh air na cleachdaidhean aca ann a bhith a’ sgrìobhadh diofar stuthan.
Eidseadh plasma le ceangal capacitive (CCP)
Thathas a’ coileanadh sgrìobadh plasma le ceangal capacitive (CCP) le bhith a’ cur bholtaids RF an sàs ann an dà electrod truinnsear co-shìnte tro mhaidsear agus capacitor bacadh DC. Tha an dà electrodes agus am plasma còmhla a’ cruthachadh capacitor co-ionann. Anns a 'phròiseas seo, tha an bholtaids RF a' cruthachadh lomadh capacitive faisg air an dealan-dealanach, agus bidh crìoch an t-seada ag atharrachadh le oscillation luath an bholtaids. Nuair a ruigeas dealanan an t-seabhag seo a tha ag atharrachadh gu luath, bidh iad air an nochdadh agus a 'faighinn lùth, a tha an uair sin a' toirt air falbh sgaradh no ionachadh mholacilean gas gus plasma a chruthachadh. Mar as trice bidh searbhag CCP air a chuir an sàs ann an stuthan le lùth ceangail ceimigeach nas àirde, leithid dielectrics, ach air sgàth an ìre sgudail nas ìsle aige, tha e freagarrach airson tagraidhean a dh’ fheumas smachd grinn.
Snàthad plasma le ceangal inductively (ICP)
Plasma co-cheangailte ri inductivelyeisdeachd(ICP) stèidhichte air a’ phrionnsapal gum bi sruth eile a’ dol tro choil gus raon magnetach brosnaichte a ghineadh. Fo ghnìomhachd an raoin magnetach seo, tha na dealanan anns an t-seòmar ath-bhualadh air an luathachadh agus a ’leantainn air adhart a’ luathachadh anns an raon dealain brosnaichte, mu dheireadh a ’bualadh leis na moileciuilean gas ath-bhualadh, a’ toirt air na moileciuilean dealachadh no ionachadh agus plasma a chruthachadh. Faodaidh an dòigh seo ìre ionization àrd a thoirt gu buil agus leigeil le dùmhlachd plasma agus lùth spreadhaidh atharrachadh gu neo-eisimeileach, a tha a’ dèanamhSgeidse ICPair leth freagarrach airson stuthan sgudail le lùth ceangail ceimigeach ìosal, leithid silicon agus meatailt. A bharrachd air an sin, tha teicneòlas ICP cuideachd a’ toirt seachad èideadh agus ìre sgudail nas fheàrr.
1. Snàthad meatailt
Bithear a’ cleachdadh sgrìobadh meatailt sa mhòr-chuid airson a bhith a’ giullachd eadar-cheangail agus uèirichean meatailt ioma-fhilleadh. Tha na riatanasan aige a’ toirt a-steach: ìre sìolachaidh àrd, roghnachas àrd (nas motha na 4: 1 airson an còmhdach masg agus nas àirde na 20: 1 airson an dielectric eadar-fhilleadh), èideadh àrd de shnìomh, deagh smachd tomhas èiginneach, gun mhilleadh plasma, nas lugha de stuthan truailleadh air fhàgail, agus gun corrachadh ri meatailt. Mar as trice bidh sgrìobadh meatailt a’ cleachdadh uidheamachd eitseil plasma ceangailte gu inductively.
•Eidseadh alùmanum: Is e alùmanum an stuth uèir as cudromaiche anns na h-ìrean meadhan is cùil de shaothrachadh chip, le buannachdan an aghaidh ìosal, tasgadh furasta agus msaa. Mar as trice bidh searbhag alùmanum a’ cleachdadh plasma air a ghineadh le gas chloride (leithid Cl2). Bidh alùmanum ag ath-fhreagairt le clorin gus clorid alùmanum luaineach (AlCl3) a thoirt gu buil. A bharrachd air an sin, faodar halides eile leithid SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3, msaa a chuir ris gus an còmhdach ogsaid air uachdar alùmanum a thoirt air falbh gus dèanamh cinnteach à sgudal àbhaisteach.
• Tungsten etching: Ann an structaran eadar-cheangail uèir mheatailt ioma-fhilleadh, is e tungsten am prìomh mheatailt a thathas a’ cleachdadh airson eadar-cheangal meadhan a’ chip. Faodar gasaichean stèidhichte air fluorine no clorine a chleachdadh airson tungstain meatailt a shnaidheadh, ach tha droch roghainn aig gasaichean stèidhichte air fluorine airson silicon ocsaid, agus tha gasaichean stèidhichte air clorine (leithid CCl4) nas roghnaiche. Mar as trice bidh nitrogen air a chur ris a’ ghas ath-bhualadh gus taghadh glaodh sgudail àrd fhaighinn, agus thèid ocsaidean a chuir ris gus tasgadh gualain a lughdachadh. Le bhith a’ sèideadh tungsten le gas stèidhichte air clorine faodaidh e sgrìobadh anisotropic agus taghadh àrd. Is e SF6, Ar agus O2 na gasaichean a thathas a’ cleachdadh ann an searbhag tioram tungsten sa mhòr-chuid, agus am measg sin faodar SF6 a lobhadh ann am plasma gus dadaman fluorine agus tungsten a thoirt seachad airson ath-bhualadh ceimigeach gus fluoride a dhèanamh.
• Titanium nitride etching: Titanium nitride, mar stuth cruaidh masg, a 'dol an àite an sileacon nitride traidiseanta no masg ocsaid anns a' phròiseas dà damascene. Bithear a’ cleachdadh searbhag titanium nitride sa mhòr-chuid anns a’ phròiseas fosglaidh masg cruaidh, agus is e TiCl4 am prìomh thoradh freagairt. Chan eil an roghainn eadar am masg traidiseanta agus an còmhdach dielectric ìosal-k àrd, a bheir gu coltas ìomhaigh cumadh arc air mullach an t-sreath dielectric ìosal-k agus leudachadh leud an groove às deidh sìolachadh. Tha an astar eadar na loidhnichean meatailt tasgaidh ro bheag, a tha dualtach aodion drochaid no briseadh sìos dìreach.
2. Insulator etching
Mar as trice is e an rud a th’ ann an sgrìobadh insulator stuthan dielectric leithid silicon dà-ogsaid no silicon nitride, a tha air an cleachdadh gu farsaing gus tuill conaltraidh agus tuill seanail a chruthachadh gus diofar shreathan cuairteachaidh a cheangal. Mar as trice bidh clò-bhualadh dielectric a 'cleachdadh etcher stèidhichte air a' phrionnsabal de shreap plasma le ceangal capacitive.
• Plasma de dh'fhilm sileacain dà-ogsaid: Mar as trice bidh film sileacon dà-ogsaid air a shnaidheadh le bhith a' cleachdadh ghasaichean sgudail anns a bheil fluorine, leithid CF4, CHF3, C2F6, SF6 agus C3F8. Faodaidh an gualain a tha anns a’ ghas sgudail freagairt leis an ocsaidean anns an t-sreath ogsaid gus fo-thoraidhean CO agus CO2 a thoirt gu buil, agus mar sin a’ toirt air falbh an ocsaidean anns an t-sreath ogsaid. Is e CF4 an gas sgudail as cumanta. Nuair a bhuaileas CF4 le dealanan àrd-lùth, thèid diofar ionsan, radaigich, dadaman agus radicals an-asgaidh a thoirt gu buil. Faodaidh radaigich saor bho fluorine freagairt gu ceimigeach le SiO2 agus Si gus tetrafluoride sileaconach luaineach (SiF4) a thoirt gu buil.
• Plasma de dh'fhilm sileacon nitride: Faodar film sileacain nitride a shnaidheadh le bhith a' cleachdadh sgudal plasma le gas measgaichte CF4 no CF4 (le O2, SF6 agus NF3). Airson film Si3N4, nuair a thèid plasma CF4-O2 no plasma gas eile anns a bheil F atoms a chleachdadh airson sìoladh, faodaidh an ìre sìolachaidh de nitride sileacain ruighinn 1200Å / min, agus faodaidh an roghainn sgudail a bhith cho àrd ri 20: 1. Is e am prìomh toradh tetrafluoride silicon luaineach (SiF4) a tha furasta a thoirt a-mach.
4. Singilte criostal sileaconach etching
Bithear a’ cleachdadh sgrìobadh sileacon criostail singilte sa mhòr-chuid gus aonaranachd trench eu-domhainn (STI) a chruthachadh. Mar as trice bidh am pròiseas seo a’ toirt a-steach pròiseas brisidh agus prìomh phròiseas eitseachaidh. Bidh am pròiseas brisidh a’ cleachdadh gas SiF4 agus NF gus an còmhdach ogsaid air uachdar sileacon criostal singilte a thoirt air falbh tro bhomadh ian làidir agus gnìomhachd ceimigeach eileamaidean fluorine; bidh am prìomh eisear a’ cleachdadh hydrogen bromide (HBr) mar am prìomh etchant. Bidh na radicals bromine air an lobhadh le HBr san àrainneachd plasma ag ath-fhreagairt le silicon gus tetrabromide sileaconach luaineach (SiBr4) a chruthachadh, agus mar sin a’ toirt air falbh silicon. Mar as trice bidh clò-bhualadh silicon criostail singilte a’ cleachdadh inneal sìolachaidh plasma le ceangal inductively.
5. Polysilicon Etching
Is e sgrìobadh polysilicon aon de na prìomh phròiseasan a bhios a ’dearbhadh meud geata transistors, agus tha meud a’ gheata a ’toirt buaidh dhìreach air coileanadh chuairtean aonaichte. Feumaidh sgrìobadh polysilicon co-mheas roghnaichte math. Mar as trice bithear a’ cleachdadh gasaichean halogain leithid clorine (Cl2) gus seudaireachd anisotropic a choileanadh, agus tha co-mheas roghnachaidh math aca (suas gu 10: 1). Faodaidh gasaichean stèidhichte air bromine leithid hydrogen bromide (HBr) co-mheas roghnachaidh nas àirde fhaighinn (suas gu 100: 1). Faodaidh measgachadh de HBr le clorin agus ocsaidean an ìre sgudail àrdachadh. Tha toraidhean ath-bhualadh gas halogen agus silicon air an tasgadh air na ballachan taobh gus pàirt dìon a chluich. Mar as trice bidh clò-bhualadh polysilicon a’ cleachdadh inneal sìolachaidh plasma le ceangal inductively.
Ge bith an e searbhag plasma ceangailte gu capacitive no eitseáil plasma ceangailte le inductively, tha na buannachdan sònraichte agus na feartan teicnigeach aca fhèin aig gach fear. Le bhith a’ taghadh teicneòlas sgudail iomchaidh chan e a-mhàin èifeachdas cinneasachaidh a leasachadh, ach cuideachd dèanamh cinnteach à toradh an toraidh mu dheireadh.
Ùine puist: Samhain-12-2024