【康沃真空網(wǎng)】半導(dǎo)體芯片由許多比指甲還小、薄如紙的微觀層組成。半導(dǎo)體堆疊得又高又實(shí)，形成類似于高層建筑的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。為了形成這種結(jié)構(gòu)，光刻——包括在單晶硅（Si；單晶硅，半導(dǎo)體原料）晶圓的頂部分階段涂上薄膜并繪制電路，蝕刻——選擇性地去除不需要的材料，并清洗步驟重復(fù)多次。在蝕刻和清潔過程之后，薄膜分隔、連接和保護(hù)電路。現(xiàn)在，我們將研究制作薄膜的沉積過程和賦予半導(dǎo)體電特性的一系列過程。
晶圓薄涂層的沉積工藝
術(shù)語“薄膜”指的是 1 微米或更?。é蘭，百萬分之一米）的薄膜；這種厚度無法通過簡單的機(jī)械加工來實(shí)現(xiàn)。沉積是指在晶片上以所需的分子或原子水平淀積薄膜的一系列過程。因?yàn)橥繉雍鼙?，所以需要精密、?zhǔn)確的技術(shù)才能將薄膜均勻地淀積在晶圓上。
沉積大致可分為兩種類型。兩種類型是物理氣相沉積（PVD）和化學(xué)氣相沉積（CVD）。PVD主要用于沉積金屬薄膜，不伴隨化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)，CVD 涉及將外部能量施加到由氣體的化學(xué)反應(yīng)形成的粒子蒸氣。蒸汽被噴向表面進(jìn)行沉積。該技術(shù)可用于將薄膜沉積到導(dǎo)體、絕緣體和類似的半導(dǎo)體上。CVD 是當(dāng)前半導(dǎo)體工藝中使用最廣泛的沉積方法。根據(jù)所使用的外部能源，CVD 可進(jìn)一步分為熱 CVD、等離子 CVD 和光誘導(dǎo) CVD。其中，等離子CVD應(yīng)用最為廣泛，具有低溫成膜、調(diào)節(jié)膜厚均勻性、并處理大批量。通過沉積工藝形成的薄膜有兩層：連接電路之間電信號(hào)的金屬（導(dǎo)電）層，以及電氣隔離內(nèi)部連接層或隔離污染物的絕緣層。
半導(dǎo)體同時(shí)具有導(dǎo)體和絕緣體的特性，而離子注入是從本質(zhì)上將硅片變成半導(dǎo)體的工藝。純硅是絕緣體，不導(dǎo)電，但添加雜質(zhì)賦予導(dǎo)電性能并使其能夠?qū)щ姟＿@些雜質(zhì)稱為離子。這些離子被轉(zhuǎn)化為細(xì)小的氣態(tài)粒子，然后注入晶圓的正面達(dá)到所需的深度。使用的雜質(zhì)來自元素周期表中的第 15 族（磷、P 和砷，AS）或第 13 族（硼，B）。注入第 15 族元素得到 n 型半導(dǎo)體，而注入第 13 族元素得到 p 型半導(dǎo)體。沉積過程很關(guān)鍵，因?yàn)槌练e的薄膜有多薄和均勻會(huì)影響或破壞半導(dǎo)體質(zhì)量。未來的半導(dǎo)體電路結(jié)構(gòu)的厚度將比人類頭發(fā)絲薄幾百萬倍。為了賦予這些電路電氣特性，需要更先進(jìn)的沉積技術(shù)來創(chuàng)造更薄、更均勻的薄膜。
