Procesos y equipos para semiconductores: proceso y equipos para deposición de películas delgadas

La deposición de película delgada es la deposición de una capa de película a escala nanométrica sobre el sustrato y luego se repiten procesos como el grabado y el pulido para formar una gran cantidad de capas conductoras o aislantes apiladas, y cada capa tiene un patrón de líneas diseñado. De esta manera, los componentes y circuitos semiconductores se integran en un chip con una estructura compleja.

La deposición de película delgada se divide en tres categorías principales:

◈ Deposición química en fase de vapor (CVD) ◈ Deposición química en fase de vapor (CVD)

◈ Deposición física de vapor (PVD) ◈ Deposición física de vapor

◈ ALD (Deposición de Capas Atómicas) ALD (Deposición de Capas Atómicas)

A continuación, exploramos en profundidad la tecnología de deposición de película delgada a partir de estas tres categorías.

Proceso de deposición química en fase de vapor (CVD)

La deposición química en fase de vapor (CVD) forma una película delgada sobre la superficie del sustrato mediante descomposición térmica y/o reacción de compuestos gaseosos. Los materiales de la capa de película que se pueden fabricar mediante el método de CVD incluyen carburos, nitruros, boruros, óxidos, sulfuros, seleniuros, telururos y algunos compuestos metálicos, aleaciones, etc.

Proceso de deposición física de vapor (PVD)

En condiciones de vacío, utilizando métodos físicos, el material de la superficie de la fuente de material (sólido o líquido) se vaporiza en átomos gaseosos, moléculas o se ioniza parcialmente en iones, y a través del proceso de gas (o plasma) de baja presión, la película con una función especial se deposita en la superficie de la tecnología del sustrato. La deposición física de vapor no solo puede depositar películas de metal, películas de aleación, sino también compuestos, cerámicas, semiconductores, películas de polímeros, etc.

También existen varios procesos para la deposición física de vapor:

◈Recubrimiento al vacío de película delgada

◈Recubrimiento por pulverización catódica PVD

◈ Recubrimiento iónico

Proceso de deposición de capas atómicas (ALD)

La deposición de capas atómicas (ALD) es una tecnología de deposición de película delgada de alta precisión basada en la deposición química de vapor (CVD), que deposita material capa por capa sobre la superficie del sustrato en forma de una única película atómica basada en la fase de vapor químico.

A diferencia del CVD tradicional, en el proceso de deposición de ALD, el precursor de la reacción se deposita alternativamente y la reacción química de la nueva película atómica está directamente relacionada con la capa anterior, de modo que solo se deposita una capa de átomos en cada reacción.

En cada reacción se deposita una sola capa de átomos, que tiene las características de crecimiento autorrestringido, de modo que la película puede ser conformada y depositada sobre el sustrato sin poros. Por lo tanto, el espesor de la película se puede controlar con precisión controlando el número de ciclos de deposición.

La tecnología de deposición de ALD puede depositar materiales que incluyen metales, óxidos, compuestos de carbono (nitrógeno, azufre, silicio), diversos materiales semiconductores y materiales superconductores. A medida que la integración de los circuitos integrados aumenta, el tamaño se hace cada vez más pequeño, el medio de compuerta de alta constante dieléctrica (alta k) reemplaza gradualmente a la compuerta de óxido de silicio tradicional y la relación de aspecto es cada vez mayor, lo que impone mayores requisitos en la capacidad de cobertura de pasos de la tecnología de deposición, por lo que la tecnología de deposición de ALD se ha utilizado cada vez más como un nuevo proceso de deposición que puede cumplir con los requisitos anteriores.

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