半導(dǎo)體制造流程（五） - 薄膜沉積

半導(dǎo)體（semiconductor）指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產(chǎn)品都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)聯(lián)。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，硅是各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用中最具有影響力的一種。

每個半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造都需要數(shù)百個工藝，整個制造過程分為八個步驟：晶圓加工 - 氧化 - 光刻 -刻蝕 - 薄膜沉積 - 互連 - 測試 - 封裝。今天小編給大家介紹的是半導(dǎo)體制造的第五個步驟：薄膜沉積，希望能對大家有所幫助！

半導(dǎo)體制造第五步：薄膜沉積

為了創(chuàng)建芯片內(nèi)部的微型器件，我們需要不斷地沉積一層層的薄膜并通過刻蝕去除掉其中多余的部分，另外還要添加一些材料將不同的器件分離開來。每個晶體管或存儲單元就是通過上述過程一步步構(gòu)建起來的。我們這里所說的“薄膜”是指厚度小于 1 微米（μm，百萬分之一米）、無法通過普通機(jī)械加工方法制造出來的“膜”。將包含所需分子或原子單元的薄膜放到晶圓上的過程就是“沉積”。

要形成多層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，我們需要先制造器件疊層， 即在晶圓表面交替堆疊多層薄金屬（導(dǎo)電）膜和介電（絕緣）膜，之后再通過重復(fù)刻蝕工藝去除多余部分并形成三維結(jié)構(gòu)。可用于沉積過程的技術(shù)包括化學(xué)氣相沉積 (CVD)、原子層沉積 (ALD) 和物理氣相沉積(PVD)，采用這些技術(shù)的方法又可以分為干法和濕法沉積兩種。

化學(xué)氣相沉積

在化學(xué)氣相沉積中，前驅(qū)氣體會在反應(yīng)腔發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成附著在晶圓表面的薄膜以及被抽出腔室的副產(chǎn)物。等離子體增強化學(xué)氣相沉積則需要借助等離子體產(chǎn)生反應(yīng)氣體。這種方法降低了反應(yīng)溫度，因此非常適合對溫度敏感的結(jié)構(gòu)。使用等離子體還可以減少沉積次數(shù)，往往可以帶來更高質(zhì)量的薄膜。

原子層沉積

原子層沉積通過每次只沉積幾個原子層從而形成薄膜。該方法的關(guān)鍵在于循環(huán)按一定順序進(jìn)行的獨立步驟并保持良好的控制。在晶圓表面涂覆前驅(qū)體是第一步，之后引入不同的氣體與前驅(qū)體反應(yīng)即可在晶圓表面形成所需的物質(zhì)。

物理氣相沉積

顧名思義，物理氣相沉積是指通過物理手段形成薄膜。濺射就是一種物理氣相沉積方法，其原理是通過氬等離子體的轟擊讓靶材的原子濺射出來并沉積在晶圓表面形成薄膜。在某些情況下，可以通過紫外線熱處理(UVTP) 等技術(shù)對沉積膜進(jìn)行處理并改善其性能。

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