欢迎访问SMT设备行业平台!
行业资讯  >  行业动态  >  半导体工艺之沉积工艺(十一)
半导体工艺之沉积工艺(十一)
2025年04月27日 09:39   浏览:271   来源:小萍子
图片

硅上蓝宝石(SOS)和硅上绝缘体(SOI)

图片

这两个缩写分别代表硅上蓝宝石和硅上绝缘体。两者都涉及在非半导体表面沉积硅。这种结构的需求源于一些MOS器件受到半导体衬底限制的问题。通过在绝缘衬底上形成硅层,解决了这些问题。最初的组合是硅上蓝宝石。随着对不同衬底的研究,这一术语被扩展为更一般的“硅上绝缘体”。


一种技术是直接在衬底上沉积,随后通过激光加热、条带加热器或氧植入等再结晶工艺来创建可用的薄膜。另一种方法是通过表面氧化层上的孔洞选择性沉积,并通过外延生长形成连续薄膜。


另一种SOI方法是SIMOX。在这种工艺中,晶片的顶层通过重氧植入转化为氧化物。然后在氧化物上生长外延层。还有一些关于键合晶片的探索。这种方法将两片晶片键合在一起,随后通过研磨和抛光将其中一片减薄至器件层厚度。

图片

硅衬底上的砷化镓

图片

砷化镓是一种优秀的III-V族半导体材料。然而,它很脆弱,晶片尺寸仅限于4英寸(102毫米)直径。在硅晶片上生长GaAs薄膜的尝试由于两种材料的晶格尺寸不匹配而受阻。在生长过程中,这种不匹配会导致位错,从而降低器件性能。一种新方法是首先在硅晶片上生长一层薄的钛酸锶。它与硅反应形成一层非晶态的二氧化硅。当沉积GaAs薄膜时,二氧化硅层起到了缓冲作用,吸收了晶格不匹配,从而允许单晶层的生长。

图片

绝缘体和介质

图片

CVD是沉积作为器件或电路中绝缘体或介质薄膜的首选方法。广泛使用的两种薄膜是二氧化硅和氮化硅。一般来说,这两种薄膜在器件和电路设计中具有多种用途。尽管它们在工艺和质量上存在差异,但它们必须满足与其他沉积薄膜相同的通用要求。

图片

二氧化硅

图片

通过CVD沉积的二氧化硅薄膜因其长期用作完成晶片的最终钝化层而闻名。在这种角色中,它们为底层电路器件和组件提供了物理和化学保护。用于保护顶层的沉积二氧化硅薄膜被称为Vapox、Pyrox和Silox®等专有名称。Vapox是由仙童公司的工程师创造的术语,Pyrox代表热解氧化物,Silox是应用材料公司的注册商标。有时,该层也简单地被称为玻璃。这种保护作用已经扩展,沉积的二氧化硅层被用作多金属化方案中的层间介质、多晶硅和金属化层之间的绝缘层、掺杂阻挡层、掺杂源以及隔离区域。二氧化硅已成为硅栅结构的重要组成部分。

图片

存在由热氧化或二氧化硅或氮氧化物/二氧化硅(TEOS沉积)组成的栅极堆叠,以及用于多金属设计中填充插塞的多种二氧化硅填充物。


CVD沉积的二氧化硅薄膜在结构和化学计量比上与热生长的氧化物不同。根据沉积温度,沉积氧化物将具有较低的密度和不同的机械性能,例如折射率、抗裂性、介电强度和刻蚀速率。这些因素受到向薄膜中添加掺杂剂的高度影响。在许多工艺中,沉积后的薄膜会接受高温退火处理,这一过程称为致密化。经过致密化后,沉积的二氧化硅薄膜在结构和性能上接近热氧化物。



头条号
小萍子
介绍
推荐头条