什么是晶圆制造中的沉积？关键阶段、技术和材料解析

晶圆制造中的沉积是半导体行业的一项关键工艺，用于在基底上制造高质量的薄膜和固体材料。该工艺通常包括四个主要阶段：升温、蚀刻、镀膜和降温。在升温过程中，通过调整温度和压力来准备腔体。蚀刻可清洁基底以增强附着力，而涂层则是将所需材料投射到基底上。最后，在降温过程中，腔室恢复到环境条件。根据材料和应用要求的不同，可采用不同的沉积技术，如 LPCVD、PECVD、ALD 和 PVD。铝和钨等材料是常用材料，HDP-CVD 和等离子体增强 CVD 等技术可确保精确沉积。

要点说明：

晶圆制造中的沉积概述
- 沉积是半导体制造的基础工艺，用于在基底（通常是硅晶片）上形成薄膜或材料层。
- 这些层是构建集成电路和其他半导体器件的基础。
- 该工艺可确保均匀、精确地沉积高质量、高性能的材料。
沉积的四个关键阶段
- 提升:
  - 通过逐渐升高温度和降低压力来准备腔室，以创造受控环境。
  - 这一步骤可确保基底和腔室为沉积过程做好准备。
- 蚀刻:
  - 等离子蚀刻用于清洁基底表面，去除污染物并提高沉积材料的附着力。
  - 这一步骤对于确保沉积层的质量和可靠性至关重要。
- 涂层:
  - 使用溅射、蒸发或化学反应等技术将待沉积材料投射到基底上。
  - 技术的选择取决于材料和所需的薄膜特性。
- 向下倾斜:
  - 沉积结束后，腔室逐渐冷却并恢复到环境压力。
  - 这一步骤可防止热应力并确保沉积层的稳定性。
常见沉积技术
- 化学气相沉积（CVD）:
  - 包括低压 CVD（LPCVD）、等离子体增强 CVD（PECVD）和亚大气压 CVD（SACVD）。
  - CVD 通过化学反应沉积二氧化硅、氮化硅或钨等材料。
- 原子层沉积（ALD）:
  - 一种逐层沉积材料的精确技术，可确保厚度均匀和高度一致性。
- 物理气相沉积（PVD）:
  - 采用溅射或蒸发等技术沉积铝或铜等金属。
- 外延沉积（Epi）:
  - 用于在基底上生长晶体层，通常用于制造高性能半导体材料。
用于沉积的材料
- 铝:
  - 常用于半导体器件的主要导电层。
- 钨:
  - 采用 CVD 技术沉积，具有高导电性和耐久性，可用于互连器件和触点。
- 硅基材料:
  - 二氧化硅和氮化硅沉积为绝缘层和钝化层。
- 类金刚石碳（DLC）:
  - 用于要求高硬度和耐磨性的特殊应用。
沉积的应用和重要性
- 沉积对于制造现代半导体器件中的复杂层和结构至关重要。
- 它使晶体管、互连器件和绝缘层的生产成为可能，而这些对于设备的功能至关重要。
- 沉积工艺的质量直接影响半导体器件的性能、可靠性和产量。
影响沉积工艺的因素
- 温度和压力:
  - 需要精确控制，以确保均匀沉积和避免缺陷。
- 基底准备:
  - 清洁和蚀刻是获得强附着力和高质量薄膜的关键。
- 材料特性:
  - 沉积技术的选择取决于材料的特性，如熔点和反应性。
沉积过程中的挑战
- 在大型晶片上实现均匀的厚度。
- 尽量减少空洞、裂缝或杂质等缺陷。
- 确保与光刻和蚀刻等后续加工步骤的兼容性。

通过了解沉积工艺及其关键部件，半导体制造商可以优化其制造工艺，从而高效生产高性能器件。

汇总表：

方面	详细内容
关键阶段	升温、蚀刻、涂层、降温
常见技术	LPCVD、PECVD、ALD、PVD、外延沉积
所用材料	铝、钨、二氧化硅、氮化硅、类金刚石碳
应用	晶体管、互连器件、绝缘层
挑战	厚度均匀、缺陷最小化、与其他工艺兼容