Prozess des Dünnschichtwachstums

Gängige Dünnfilme werden hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: Halbleiterdünnfilme, dielektrische Dünnfilme und Metall/Metallverbindungsdünnfilme.

Halbleiterdünnfilme: werden hauptsächlich zur Vorbereitung des Kanalbereichs von Source/Drain verwendet.Einkristall-Epitaxieschichtund MOS-Gate usw.

Dielektrische Dünnfilme: werden hauptsächlich für die Isolierung flacher Gräben, Gate-Oxidschichten, Seitenwände, Barriereschichten, vordere dielektrische Metallschichtschichten, dielektrische Metallschichten am hinteren Ende, Ätzstoppschichten, Barriereschichten, Antireflexionsschichten und Passivierungsschichten verwendet. usw. und kann auch für Hartmasken verwendet werden.

Dünnfilme aus Metall und Metallverbindungen: Dünnfilme aus Metall werden hauptsächlich für Metall-Gates, Metallschichten und Pads verwendet, und Dünnfilme aus Metallverbindungen werden hauptsächlich für Barriereschichten, Hartmasken usw. verwendet.

Methoden zur Dünnschichtabscheidung

Die Abscheidung dünner Schichten erfordert unterschiedliche technische Prinzipien und verschiedene Abscheidungsmethoden wie Physik und Chemie müssen einander ergänzen. Dünnschichtabscheidungsprozesse werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: physikalische und chemische.

Zu den physikalischen Methoden gehören thermisches Verdampfen und Sputtern. Unter thermischer Verdampfung versteht man die Materialübertragung von Atomen vom Ausgangsmaterial auf die Oberfläche des Wafer-Substratmaterials durch Erhitzen der Verdampfungsquelle, um es zu verdampfen. Diese Methode ist schnell, allerdings weist die Folie eine schlechte Haftung und schlechte Tritteigenschaften auf. Beim Sputtern wird das Gas (Argongas) unter Druck gesetzt und ionisiert, sodass es zu einem Plasma wird. Das Zielmaterial wird bombardiert, sodass seine Atome abfallen und zur Substratoberfläche fliegen, um eine Übertragung zu erreichen. Sputtern hat eine starke Haftung, gute Stufeneigenschaften und eine gute Dichte.

Bei der chemischen Methode wird der gasförmige Reaktant, der die Elemente enthält, aus denen der Dünnfilm besteht, mit unterschiedlichen Partialdrücken des Gasstroms in die Prozesskammer eingeführt. Auf der Substratoberfläche findet eine chemische Reaktion statt, und auf der Substratoberfläche wird ein dünner Film abgeschieden.

Physikalische Methoden werden hauptsächlich zum Abscheiden von Metalldrähten und Metallverbindungsfilmen verwendet, während allgemeine physikalische Methoden die Übertragung von Isoliermaterialien nicht erreichen können. Zur Abscheidung durch Reaktionen zwischen verschiedenen Gasen sind chemische Methoden erforderlich. Darüber hinaus können auch einige chemische Methoden zur Abscheidung von Metallfilmen eingesetzt werden.

ALD/Atomic Layer Deposition bezieht sich auf die schichtweise Abscheidung von Atomen auf dem Substratmaterial durch das schichtweise Aufwachsen eines einzelnen Atomfilms, was ebenfalls eine chemische Methode ist. Es verfügt über eine gute Stufenabdeckung, Gleichmäßigkeit und Konsistenz und kann die Filmdicke, Zusammensetzung und Struktur besser steuern.

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