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半导體先驱體質料重要利用于半导體系體例造中的薄膜沉积工藝,是薄膜沉积工藝的焦點質料,是晶圆制造工藝的“先驱體”;MO 源即高纯金属有機化合物, 是操纵先辈的金属有機化學气相沉积(如下简称“MOCVD”)工藝的關头支持 原質料,又被称為 MOCVD 的“化痰茶,先驱體”。是以,半导體先驱體和 MO 源均属 于電子制造中的先辈先驱體質料。
(1)半导體先驱體質料行業
①行業表面
A、半导體薄膜沉积工藝先容
薄膜沉积工藝是晶圆制造的三大焦點工藝之一(此外两大工藝是光刻和蚀 刻)。薄膜沉积工藝是指在硅片基底上沉积导體、绝缘體或半导體等質料構成 功效薄膜,使之具备玻尿酸 ,光學、電學等方面的特别機能,是半导體系體例造進程中的重中之重。
上圖展示了一個简化的逻辑芯片剖面圖。晶圆加工工序可大致拆解為前端制 程(“FEOL”,即基板工序,賣力在基板上制造出晶體管等部件構成 MOS 结 構、介質膜、接触孔等布局)和后端制程(“BEOL”,即布線工序,将各部件 與金属質料毗連布線構成電路)。
圖中從 FEOL 工序到 BEOL 工序中劃分為多层 级,這就是靠沉积技能所構成的一层层薄膜,若是将芯片依照構成薄膜层级拆解, 将获得不计其数個晶體管1和毗連它们的导線。可见,芯片的各层薄膜是组成 全部芯片微觀布局的重要“骨架”,起到發生导電层或绝缘层、拦截污染物和杂 質浸透、提高吸光率、姑且拦截刻蚀等首要感化。
薄膜是芯片布局的功效質料层,在芯片完成制造、封测等工序后會保存在芯 片中,薄膜的技能参数直接影响芯片機能。一颗芯片的制造進程中,触及十余種 分歧質料的薄膜,此中每個薄膜层均需經薄膜沉积工藝連系成形工藝(光刻、蚀刻)構成,從而在 FEOL 和 BEOL 工序中實現各個薄膜层的重叠组合,進而搭建起芯片的重要布局。
薄膜沉积工藝依照工藝道理的分歧可分為物理薄膜沉积(PVD)、化學气相 反响薄膜沉积(CVD)、原子层薄膜沉积(ALD)三類。此中 PVD 是用物理過 程實現物資转移的成膜技能;CVD 是操纵气态物資經由過程化學反响在基底概况形 成固态薄膜的一種成膜技能;ALD 是将气相先驱體質料脉冲瓜代地通入反响器, 并在沉积基體上吸附、反响而構成薄膜的一種技能。CVD 和 ALD 两項技能均是今朝利用遍及的薄膜沉积技能,两項技能比拟,CVD 的沉积速度更快,而 ALD 在繁杂概况举行沉积的薄膜平均性和界面質量更好。 薄膜沉积工藝構成的薄膜依照質料来分,可分為导電金属薄膜、绝缘介質薄 膜和半导體質料薄膜。以上薄膜的焦點構成質料即為各種半导體先驱體。
B、半导體先驱體質料表面
半导體先驱體質料是携带有方针元素,呈气态、易挥發液态或固态,具有化 學热不乱性,同時具有响应的反响活性或物理機能的一類物資。半导體先驱體是 ALD 和 CVD 薄膜沉积工藝的焦點質料,是用于構成合适半导體系體例造请求的各種 薄膜层的焦點原質料。作為集成電路質料的细分產物,具备研發投入大、制备工藝难度及纯度请求高、客户認证周期长等特色,具有极高的准入門坎,是权衡集 成電路質料制备程度的標記性產物之一。 半导體先驱體質料按照構成薄膜的質料属性劃分,可以分為硅先驱體和金属 先驱體;按照集成電路晶圆制造工序劃分,可分為高 K 先驱體和低 K 先驱體两類。K 即介電常数,用于权衡一種質料存储電荷(正電荷或负電子)的能力, 高 K 先驱體用于高 K 金属栅极(H去除狐臭產品推薦山楂乾哪裡買, ,KMG)薄膜沉积工藝的高 K 介質层;低 K 前 驱體用于集成電路后端布線工序 BEOL中金属連線之間的绝缘介質。详细劃分如 下:
跟着集成電路制造不竭向更先辈工藝成长,单元面积集成的電路范围不竭扩 大,芯片内部立體布局日益繁杂,所必要的薄膜层数愈来愈多,對绝缘介質薄膜、 导電金属薄膜的質料種類和機能参数不竭提出新的请求。是以,半导體先驱體材 料的成长為集成電路制造工藝向更小制程成长供给了焦點保障。
高 K 先驱體是集成電路制程進入 28nm 后所必备的先驱體質料。集成電路基 板工序 FEOL 所制造的晶體管器件,由低電阻层、栅极、栅极介質、衬底構成。 在半导體晶圆制程進入 65nm 及以前,集成電路重要經由過程沉积二氧化硅薄膜構成 栅极介電質;跟着集成電路尺寸不竭缩小,必要不竭收缩栅极介電层来换取更低 的開启的電压和更高的栅极電容来耦合。進入 28nm 制程以后,傳统的二氧化硅 栅介質层物理厚度缩小至 1 nm 如下,到达了其物理极限,發生较着的量子隧穿 效应和多晶硅耗尽效应,洩電征象大幅增长,影响了晶體管器件的良率和機能。 |
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