चिप विनिर्माण में फ्रंट-एंड प्रक्रियाः पतली फिल्म अवशेष

चिप विनिर्माण में फ्रंट-एंड प्रक्रियाः पतली फिल्म अवशेष

एकीकृत सर्किट कई जटिल और परिष्कृत निर्माण चरणों से बने होते हैं, जिनमें पतली फिल्म विस्थापन सबसे महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों में से एक है।पतली फिल्म जमाव का उद्देश्य अर्धचालक उपकरणों में बहुस्तरीय ढेर बनाना और धातु की परतों के बीच इन्सुलेशन सुनिश्चित करना हैकई प्रवाहकीय धातु परतों और dielectric अछूता परतों को बारी-बारी से वेफर की सतह पर ढेर किया जाता है।फिर इन्हें 3D संरचना बनाने के लिए दोहराई गई उत्कीर्णन प्रक्रियाओं के माध्यम से चुनिंदा रूप से हटा दिया जाता है.

पतला शब्द आमतौर पर 1 माइक्रोन से कम मोटाई वाली फिल्मों को संदर्भित करता है, जिन्हें पारंपरिक यांत्रिक मशीनिंग द्वारा उत्पादित नहीं किया जा सकता है।इन आणविक या परमाणु फिल्मों को वेफर की सतह पर लगा देने की प्रक्रिया को अवशोषण कहा जाता है.

अंतर्निहित सिद्धांत के आधार पर, पतली फिल्म जमाव तकनीकों को आम तौर पर निम्न में वर्गीकृत किया जाता हैः

• रासायनिक वाष्प अवशेष (सीवीडी)

• भौतिक वाष्प अवशेष (पीवीडी)

• परमाणु परत अवशोषण (एएलडी)

जैसे-जैसे पतली फिल्म तकनीक विकसित हुई है, वेफर निर्माण के विभिन्न चरणों की सेवा के लिए विभिन्न जमाव प्रणाली उभरी हैं।

▌भौतिक वाष्प अवशेष (पीवीडी)

पीवीडी वैक्यूम आधारित प्रक्रियाओं के एक समूह को संदर्भित करता है जो लक्ष्य सामग्री (ठोस या तरल) को परमाणुओं या अणुओं में वाष्पित करने के लिए भौतिक साधनों का उपयोग करते हैं, या उन्हें आंशिक रूप से आयनित करते हैं,और उन्हें कम दबाव वाले गैस या प्लाज्मा के माध्यम से सब्सट्रेट पर कार्यात्मक फिल्मों को जमा करने के लिए परिवहन करें.

सामान्य पीवीडी विधियों में शामिल हैंः

• वाष्पीकरण जमाव

• स्पटर जमाव

• आर्क प्लाज्मा जमाव

• आयन कोटिंग

• आणविक बीम एपिटेक्सी (एमबीई)

पीवीडी की विशेषता हैः

• उच्च फिल्म शुद्धता

• स्थिर फिल्म की गुणवत्ता

• कम प्रसंस्करण तापमान

• जमा की उच्च दरें

• अपेक्षाकृत कम विनिर्माण लागत

पीवीडी का उपयोग मुख्य रूप से धातु की फिल्मों को जमा करने के लिए किया जाता है, और इन्सुलेटिंग फिल्मों के लिए उपयुक्त नहीं है। इसका कारण यह है कि जब सकारात्मक आयन एक इन्सुलेटिंग लक्ष्य पर बमबारी करते हैं,वे लक्ष्य सतह के लिए गतिज ऊर्जा हस्तांतरित, लेकिन धनात्मक आयन जो मुख्य रूप से धातु की फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, वे सतह पर खुद को जमा करते हैं।यह चार्ज निर्माण एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है जो आने वाले आयनों को दूर करता है और अंततः स्पटरिंग प्रक्रिया को रोकता है.

● वैक्यूम वाष्पीकरण

वैक्यूम वातावरण में, लक्ष्य सामग्री को गर्म किया जाता है और वाष्पित हो जाता है। परमाणु या अणु सतह से वाष्पित हो जाते हैं और न्यूनतम टकराव के साथ सब्सट्रेट पर जमा होने के लिए वैक्यूम के माध्यम से यात्रा करते हैं।सामान्य हीटिंग विधियों में शामिल हैं:

• प्रतिरोध ताप

• उच्च आवृत्ति प्रेरण

• इलेक्ट्रॉन बीम, लेजर बीम या आयन बीम बमबारी

● स्पटटर डिपोजिशन

निर्वात में, उच्च ऊर्जा वाले कण (आमतौर पर आर+ आयन) लक्ष्य सतह पर बमबारी करते हैं, जिससे परमाणुओं को बाहर निकाला जाता है और सब्सट्रेट पर जमा हो जाता है।

● आयन कोटिंग

आयन चढ़ाना आयनों और उच्च ऊर्जा वाले तटस्थ परमाणुओं में कोटिंग सामग्री को आयनित करने के लिए प्लाज्मा का उपयोग करता है। एक नकारात्मक पूर्वाग्रह सब्सट्रेट पर लागू किया जाता है, आयनों को जमा करने और एक पतली फिल्म बनाने के लिए आकर्षित करता है।

▌रासायनिक वाष्प अवशेष (सीवीडी)

सीवीडी पतली फिल्मों को जमा करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करता है। प्रतिक्रियाशील गैसों को प्रतिक्रिया कक्ष में लाया जाता है और गर्मी, प्लाज्मा या प्रकाश का उपयोग करके सक्रिय किया जाता है।ये गैसें रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करती हैं ताकि सब्सट्रेट पर वांछित ठोस फिल्म बन सके, जबकि उप-उत्पादों को कक्ष से बाहर निकाला जाता है।

सीवीडी में कई प्रकार शामिल हैं, जो कि स्थिति के आधार पर होते हैंः

• वायुमंडलीय दबाव सीवीडी (एपीसीवीडी)

• कम दबाव सीवीडी (एलपीसीवीडी)

• प्लाज्मा संवर्धित सीवीडी (पीईसीवीडी)

• उच्च घनत्व वाले पीईसीवीडी (एचडीपीईसीवीडी)

• धातु-कार्बनिक सीवीडी (एमओसीवीडी)

• परमाणु परत अवशोषण (एएलडी)

सीवीडी फिल्मों में आम तौर पर निम्न लक्षण होते हैंः

• उच्च शुद्धता

• बेहतर प्रदर्शन
  यह चिप विनिर्माण में धातु, डाइलेक्ट्रिक और अर्धचालक फिल्मों के निर्माण के लिए मुख्यधारा की विधि है।

● APCVD

वायुमंडलीय दबाव और 400-800 °C पर किया जाता है, जिसका उपयोग निम्नलिखित फिल्मों के उत्पादन के लिए किया जाता हैः

• एकल क्रिस्टल सिलिकॉन

• पॉलीक्रिस्टलीय सिलिकॉन

• सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2)

• डोपेड SiO2

● LPCVD

90 एनएम से अधिक प्रक्रियाओं में निम्नलिखित के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता हैः

• SiO2, PSG/BPSG

• सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4)

• पॉलीसिलिकॉन

● पीईसीवीडी

व्यापक रूप से 28 ≈ 90 एनएम नोड्स में डाइलेक्ट्रिक और अर्धचालक सामग्री जमा करने के लिए प्रयोग किया जाता है।
लाभः

• कम जमाव तापमान

• उच्च फिल्म घनत्व और शुद्धता

• तेजी से जमा दरें
  एपीसीवीडी और एलपीसीवीडी की तुलना में पीईसीवीडी सिस्टम फैक्ट्रियों में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले पतली फिल्म उपकरण बन गए हैं।

▌परमाणु परत अवशोषण (एएलडी)

एएलडी एक विशेष प्रकार का सीवीडी है जो स्व-सीमित सतह प्रतिक्रियाओं के माध्यम से एक समय में एक परमाणु परत जमा करके अति-पतली फिल्म विकास को सक्षम बनाता है।

पारंपरिक सीवीडी के विपरीत, एएलडी अग्रदूत आवेगों का आदान-प्रदान करता है। प्रत्येक परत पहले जमा की गई परत के साथ अनुक्रमिक सतह प्रतिक्रिया द्वारा बनाई जाती है। यह सक्षम बनाता हैः

• परमाणु पैमाने पर मोटाई नियंत्रण

• अनुरूप कवरेज

• पिनहोल मुक्त फिल्म

एएलडी निम्नलिखित के बयान का समर्थन करता हैः

• धातु

• ऑक्साइड

• कार्बाइड, नाइट्राइड, सल्फाइड, सिलिसाइड

• अर्धचालक और सुपरकंडक्टर

जैसे-जैसे एकीकरण घनत्व बढ़ता है और डिवाइस के आकार में कमी आती है, उच्च-के डायलेक्ट्रिक्स ट्रांजिस्टर गेट में SiO2 की जगह ले रहे हैं।एएलडी के उत्कृष्ट चरण कवरेज और सटीक मोटाई नियंत्रण इसे उन्नत उपकरण निर्माण के लिए आदर्श बनाते हैं और इसे अत्याधुनिक चिप उत्पादन में तेजी से अपनाया जाता है.

▌अवशोषण प्रौद्योगिकियों की तुलना

●फिल्म अवशोषण प्रदर्शन

(यहां आप अनुरूपता, मोटाई नियंत्रण, चरण कवरेज आदि की तुलनात्मक तालिका डाल सकते हैं।)

● प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग

(पीवीडी बनाम सीवीडी बनाम एएलडी उपयोग के मामलों को दिखाते हुए तालिका डालें)

● उपकरण और क्षमताएं

(जमाव दरों, तापमान, एकरूपता, लागत की तुलना करने वाली तालिका डालें)

निष्कर्ष

सेमीकंडक्टर उद्योग के निरंतर विकास के लिए पतली फिल्म जमाव प्रौद्योगिकियों की प्रगति आवश्यक है। ये प्रक्रियाएं अधिक विविध और विशिष्ट हो रही हैं,एकीकृत सर्किट विनिर्माण में आगे के नवाचार और परिष्करण को सक्षम करना.

संबंधित उत्पाद

सीआईसी एपिटेक्सियल वेफर सिलिकॉन कार्बाइड 4 एच 4 इंच 6 इंच उच्च प्रतिरोध अर्धचालक उद्योग