Yarımkeçiricilərin istehsalı prosesində,aşındırmatexnologiya, mürəkkəb dövrə nümunələri yaratmaq üçün substratda arzuolunmaz materialları dəqiq şəkildə çıxarmaq üçün istifadə olunan kritik bir prosesdir. Bu məqalə iki əsas aşındırma texnologiyasını təfərrüatlı şəkildə təqdim edəcək - kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma (CCP) və induktiv olaraq birləşdirilən plazma aşındırma (ICP) və müxtəlif materialların aşındırılmasında tətbiqlərini araşdırın.
Kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma (CCP)
Kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma (CCP) uyğunlaşdırıcı və DC bloklayıcı kondansatör vasitəsilə iki paralel boşqab elektroduna RF gərginliyi tətbiq etməklə əldə edilir. İki elektrod və plazma birlikdə ekvivalent bir kondansatör təşkil edir. Bu prosesdə RF gərginliyi elektrodun yaxınlığında kapasitiv qabıq əmələ gətirir və gərginliyin sürətli salınması ilə örtünün sərhədi dəyişir. Elektronlar bu sürətlə dəyişən qabığa çatdıqda, əks olunur və enerji qazanır, bu da öz növbəsində plazma əmələ gətirmək üçün qaz molekullarının dissosiasiyasını və ya ionlaşmasını tetikler. CCP aşındırma adətən dielektriklər kimi daha yüksək kimyəvi bağ enerjisi olan materiallara tətbiq edilir, lakin aşağı aşındırma sürətinə görə incə nəzarət tələb edən tətbiqlər üçün uyğundur.
İnduktiv birləşdirilmiş plazma aşındırma (ICP)
İnduktiv birləşdirilmiş plazmaaşındırma(ICP) induksiya edilmiş bir maqnit sahəsi yaratmaq üçün alternativ cərəyanın bobindən keçməsi prinsipinə əsaslanır. Bu maqnit sahəsinin təsiri altında reaksiya kamerasındakı elektronlar sürətlənir və induksiya edilmiş elektrik sahəsində sürətlənməyə davam edir, nəticədə reaksiya qaz molekulları ilə toqquşur, molekulların dissosiasiyaya və ya ionlaşmasına və plazma əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu üsul yüksək ionlaşma dərəcəsi istehsal edə bilər və plazma sıxlığını və bombardman enerjisini müstəqil şəkildə tənzimləməyə imkan verir, bu daICP aşındırmasilisium və metal kimi aşağı kimyəvi bağ enerjisi olan materialların aşındırılması üçün çox uyğundur. Bundan əlavə, ICP texnologiyası daha yaxşı vahidlik və aşındırma sürətini təmin edir.
1. Metalın aşındırılması
Metal aşındırma əsasən qarşılıqlı əlaqə və çox qatlı metal naqillərin emalı üçün istifadə olunur. Onun tələblərinə aşağıdakılar daxildir: yüksək aşındırma sürəti, yüksək seçicilik (maska təbəqəsi üçün 4:1-dən çox və təbəqələrarası dielektrik üçün 20:1-dən çox), yüksək aşındırma vahidliyi, yaxşı kritik ölçülərə nəzarət, plazma zədələnməməsi, daha az qalıq çirkləndiricilər və metal üçün korroziya yoxdur. Metalların aşındırılması adətən induktiv şəkildə birləşdirilən plazma aşındırma avadanlığından istifadə edir.
•Alüminium aşındırma: Alüminium aşağı müqavimət, asan çökmə və aşındırma üstünlükləri ilə çip istehsalının orta və arxa mərhələlərində ən vacib tel materialıdır. Alüminium aşındırma adətən xlorid qazı (məsələn, Cl2) tərəfindən yaradılan plazmadan istifadə edir. Alüminium xlorla reaksiyaya girərək uçucu alüminium xlorid (AlCl3) əmələ gətirir. Bundan əlavə, normal aşınmanı təmin etmək üçün alüminium səthindəki oksid təbəqəsini çıxarmaq üçün SiCl4, BCl3, BBr3, CCl4, CHF3 və s. kimi digər halidlər əlavə edilə bilər.
• Volfram aşındırma: Çox qatlı metal məftilli birləşmə konstruksiyalarında volfram çipin orta hissəsinin qarşılıqlı əlaqəsi üçün istifadə edilən əsas metaldır. Flüor əsaslı və ya xlor əsaslı qazlar metal volframı aşındırmaq üçün istifadə edilə bilər, lakin flüor əsaslı qazlar silisium oksid üçün zəif seçiciliyə malikdir, xlor əsaslı qazlar (məsələn, CCl4) daha yaxşı seçiciliyə malikdir. Yüksək aşındırıcı yapışqan seçiciliyi əldə etmək üçün adətən reaksiya qazına azot əlavə edilir və karbon çöküntüsünü azaltmaq üçün oksigen əlavə edilir. Volframın xlor əsaslı qazla aşındırılması anizotrop aşındırma və yüksək seçiciliyə nail ola bilər. Volframın quru aşındırılmasında istifadə edilən qazlar əsasən SF6, Ar və O2-dir ki, bunlar arasında SF6 flüor atomları və flüor istehsalı üçün kimyəvi reaksiya üçün volfram təmin etmək üçün plazmada parçalana bilər.
• Titan nitridin aşındırılması: Titan nitridi sərt maska materialı kimi ikili damassen prosesində ənənəvi silikon nitridi və ya oksid maskasını əvəz edir. Titan nitridin aşındırılması əsasən sərt maskanın açılması prosesində istifadə olunur və əsas reaksiya məhsulu TiCl4-dür. Ənənəvi maska və aşağı k dielektrik təbəqə arasında seçicilik yüksək deyil, bu da aşağı k dielektrik təbəqənin yuxarı hissəsində qövs formalı profilin görünüşünə və aşındırmadan sonra yivin eninin genişlənməsinə səbəb olacaqdır. Yatırılmış metal xətlər arasındakı məsafə çox kiçikdir, bu, körpünün sızmasına və ya birbaşa qırılmasına meyllidir.
2. İzolyatorun aşındırılması
İzolyatorun aşındırılmasının obyekti adətən silisium dioksid və ya silisium nitridi kimi dielektrik materiallardır ki, bunlar müxtəlif dövrə təbəqələrini birləşdirmək üçün təmas dəlikləri və kanal dəlikləri yaratmaq üçün geniş istifadə olunur. Dielektrik aşındırma adətən kapasitiv birləşdirilmiş plazma aşındırma prinsipinə əsaslanan etcherdən istifadə edir.
• Silikon dioksid plyonkasının plazma ilə aşındırılması: Silikon dioksid filmi adətən tərkibində CF4, CHF3, C2F6, SF6 və C3F8 kimi flüor olan aşındırma qazlarından istifadə etməklə işlənir. Aşınma qazının tərkibindəki karbon oksid təbəqəsindəki oksigenlə reaksiyaya girərək CO və CO2 əlavə məhsulları yarada bilər və bununla da oksid təbəqəsindəki oksigeni çıxarır. CF4 ən çox istifadə edilən aşındırıcı qazdır. CF4 yüksək enerjili elektronlarla toqquşduqda müxtəlif ionlar, radikallar, atomlar və sərbəst radikallar əmələ gəlir. Sərbəst flüor radikalları SiO2 və Si ilə kimyəvi reaksiyaya girərək uçucu silisium tetraflorid (SiF4) əmələ gətirə bilər.
• Silikon nitrid plyonkasının plazma ilə aşındırılması: Silikon nitrid plyonka CF4 və ya CF4 qarışıq qaz (O2, SF6 və NF3 ilə) ilə plazma aşındırma istifadə edərək həkk oluna bilər. Si3N4 filmi üçün CF4-O2 plazması və ya tərkibində F atomları olan digər qaz plazması aşındırma üçün istifadə edildikdə, silisium nitridin aşındırma sürəti 1200Å/dəq-ə çata bilər və aşındırma selektivliyi 20:1 kimi yüksək ola bilər. Əsas məhsul uçucu silisium tetrafloriddir (SiF4) və asanlıqla çıxarılır.
4. Tək kristal silisium aşındırma
Tək kristal silisium aşındırma əsasən dayaz xəndək izolyasiyası (STI) yaratmaq üçün istifadə olunur. Bu prosesə adətən sıçrayış prosesi və əsas aşındırma prosesi daxildir. Sıçrayış prosesi güclü ion bombardmanı və flüor elementlərinin kimyəvi təsiri ilə tək kristal silisiumun səthindəki oksid təbəqəsini çıxarmaq üçün SiF4 və NF qazından istifadə edir; əsas aşındırmada əsas aşındırıcı kimi hidrogen bromid (HBr) istifadə olunur. Plazma mühitində HBr tərəfindən parçalanan brom radikalları silisiumla reaksiyaya girərək uçucu silisium tetrabromid (SiBr4) əmələ gətirir və bununla da silisiumu xaric edir. Tək kristal silisium aşındırma adətən induktiv birləşdirilmiş plazma aşındırma maşınından istifadə edir.
5. Polisilikon aşındırma
Polisilikon aşındırma tranzistorların qapı ölçüsünü təyin edən əsas proseslərdən biridir və qapının ölçüsü inteqral sxemlərin işinə birbaşa təsir göstərir. Polisilikon aşındırma yaxşı bir seçicilik nisbəti tələb edir. Xlor (Cl2) kimi halogen qazlar adətən anizotrop aşındırma əldə etmək üçün istifadə olunur və yaxşı seçicilik nisbətinə malikdir (10:1-ə qədər). Hidrogen bromid (HBr) kimi brom əsaslı qazlar daha yüksək seçicilik nisbəti (100:1-ə qədər) əldə edə bilər. HBr-nin xlor və oksigen ilə qarışığı aşındırma sürətini artıra bilər. Halojen qazı və silisiumun reaksiya məhsulları qoruyucu rol oynamaq üçün yan divarlara yerləşdirilir. Polisilikon aşındırma adətən induktiv birləşdirilmiş plazma aşındırma maşınından istifadə edir.
İstər kapasitiv birləşmiş plazma aşındırma, istərsə də induktiv olaraq birləşdirilmiş plazma aşındırma, hər birinin özünəməxsus üstünlükləri və texniki xüsusiyyətləri vardır. Uyğun aşındırma texnologiyasının seçilməsi yalnız istehsalın səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, son məhsulun məhsuldarlığını da təmin edə bilər.
Göndərmə vaxtı: 12 noyabr 2024-cü il