Chip Manufacturing: dunne filmafzetting

In de microscopische wereld van chips moeten transistoren worden geïsoleerd en moeten metalen draden worden aangesloten door geleidende lagen - deze dikte nanometers (1 nanometer=miljardste van een meter) dikke film is als een borstel die "circuits tekent" voor chips. De drie kern dunne filmafzettingstechnologieën in de productie van halfgeleiders: ALD, CVD, PVD, spelen elk een onvervangbare rol.

Vergelijking van de drie belangrijkste technologieën

Kenmerk	Atomaire laagafzetting (ALD)	Chemische dampafzetting (CVD)	Fysieke dampafzetting (PVD)
Deposito -snelheid	Extreem langzaam (1-10 nm/minuten)	Medium (10-100 nm/minuten)	Extreem snel (100 nm-1 μm/minuten)
Dekkingsmogelijkheden	Perfecte conforme (100% dekking van diepe loopgraven)	Gemiddeld conform (gastransmissie-afhankelijk)	Rechte lijndekking (oppervlakteklaag
Toepasselijke materialen:	Oxiden/nitriden/metaaloxiden/metalen	Oxide/nitride/metaalverbindingen	Metaal/legering gedeeltelijke oxiden
Procestemperatuur	Brede temperatuur (50-400 graden)	Hoge temperatuur (300-1000 graden)	Lage temperatuur (kamertemperatuur -500 graden)
Depositieprincipe	Zelfbeperkende atoomlaaggroei (gestapelde laag per laag als een muur)	Afzetting van gasfase chemische reacties (bijv. Gas "sneeuw")	Fysiek sputteren/verdamping (zoals schilderen)
Directionaliteit	Isotropie (uniforme dekking in alle richtingen)	Isotropisch (gas kan doordringen in spleten)	Rechte richting (spuit alleen naar het directe weergavegebied)

ALD: Precision Devices

Voordeel: Atomic-schaal uniforme coating op het oppervlak van 3D-structuren (bijv. Finfet-vinnen).

Typische toepassingen: high-K gate diëlektrische laag voor chips onder 7 nm, capacitieve isolatielaag voor geheugenchips. Kosten: lage snelheid en hoge kosten.

2. CVD: grootschalige films

Voordelen: efficiënte afzetting van complexe verbindingen (bijv. Silica -isolatie, passiveringslaag van siliciumnitride).

Innovatierichting: plasma-verbeterde CVD (PECVD) vermindert de temperatuur en vermindert de schade aan de onderste laag.

PVD: metaalverbinding

Voordelen: snelle afzetting van koper/aluminium draden, titanium/tantalum barrières.

Fatale fout: kan niet diep bedekken via zijwanden → Vereist gebruik met ALD/CVD.

0021-02395 REV.B Insertring, aluminium DXZ SACVD

Engineering Challenge: wanneer de chipstructuur een diepte-tot-breedte-verhouding heeft van 40: 1 (equivalent aan een putheaddiameter van 1 meter en een putdiepte van 40 meter), kan alleen ALD de putboorwand volledig bedekken!

0010-37264 COOLDOWN KAMER Multi slot ass'y

Waarom heb je drie technologieën nodig?

Nauwkeurigheidsvereisten: de dikte van de transistorpoort diëlektrische laag ≈ 12 atomen, die niet controleerbaar is zonder ALD.

Efficiency balans: de metalen geleiderlaag wordt in 10 minuten voltooid met PVD en ALD duurt 10 uur.

Structureel aanpassingsvermogen: vlakke structuur → CVD/PVD; 3d nanoholes → Moet ALD zijn.

Gevolgen van filmfalen ongelijke dikte:

Het verschil in de poort diëlektrische laag is 1 atoom → lekkage van de transistor neemt met honderdvoudig toe.

Bekijk defect: het diepe gat zijwand is niet bedekt → Metalen geleider kortsluiting.