Procédé et équipement pour semi-conducteurs : procédé et équipement de dépôt de couches minces

Le dépôt de couches minces consiste à déposer une couche de film nanométrique sur le substrat, puis à répéter des processus tels que la gravure et le polissage, pour créer un grand nombre de couches conductrices ou isolantes empilées, chaque couche présentant un motif de lignes conçu. De cette manière, les composants et circuits semi-conducteurs sont intégrés dans une puce à structure complexe.

Le dépôt de couches minces est divisé en trois catégories principales :

◈ Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ◈ Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)

◈ Dépôt chimique en phase vapeur (PVD) ◈ Dépôt chimique en phase vapeur

◈ ALD (Dépôt par couches atomiques) ALD (Dépôt par couches atomiques)

Ci-dessous, nous explorons en profondeur la technologie de dépôt de couches minces à partir de ces trois catégories

Procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)

Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) forme un film mince sur la surface du substrat par décomposition thermique et/ou réaction de composés gazeux. Les matériaux de la couche de film qui peuvent être fabriqués par la méthode CVD comprennent les carbures, les nitrures, les borures, les oxydes, les sulfures, les séléniures, les tellurures et certains composés métalliques, alliages, etc.

Procédé de dépôt physique en phase vapeur (PVD)

Sous vide, en utilisant des méthodes physiques, le matériau de surface de la source de matériau (solide ou liquide) est vaporisé en atomes gazeux, en molécules ou partiellement ionisé en ions, et grâce au procédé à gaz basse pression (ou plasma), le film avec une fonction spéciale est déposé sur la surface du substrat. La technologie de dépôt physique en phase vapeur peut non seulement déposer des films métalliques, des films d'alliage, mais également des composés, des céramiques, des semi-conducteurs, des films polymères, etc.

Il existe également différents procédés de dépôt physique en phase vapeur :

◈Revêtement sous vide en couche mince

◈Revêtement par pulvérisation Pulvérisation PVD

◈ Revêtement ionique

Procédé de dépôt de couche atomique (ALD)

Le dépôt de couches atomiques (ALD) est une technologie de dépôt de couches minces de haute précision basée sur le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), qui dépose le matériau couche par couche sur la surface du substrat sous la forme d'un seul film atomique basé sur la phase vapeur chimique.

Contrairement au CVD traditionnel, dans le processus de dépôt ALD, le précurseur de réaction est déposé en alternance et la réaction chimique du nouveau film atomique est directement liée à la couche précédente, de sorte qu'une seule couche d'atomes est déposée à chaque réaction.

Une seule couche d'atomes est déposée à chaque réaction, ce qui présente les caractéristiques d'une croissance auto-restreinte, de sorte que le film peut être conforme et déposé sur le substrat sans trous d'épingle. Par conséquent, l'épaisseur du film peut être contrôlée avec précision en contrôlant le nombre de cycles de dépôt.

Le dépôt ALD peut être effectué à partir de matériaux tels que des métaux, des oxydes, des composés de carbone (azote, soufre, silicium), divers matériaux semi-conducteurs et matériaux supraconducteurs. Avec l'intégration croissante des circuits intégrés, la taille devient de plus en plus petite, le support de grille à constante diélectrique élevée (k élevé) remplace progressivement la grille traditionnelle en oxyde de silicium et le rapport hauteur/largeur devient de plus en plus grand, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de capacité de couverture des étapes de la technologie de dépôt. Le dépôt ALD est donc de plus en plus utilisé comme un nouveau procédé de dépôt capable de répondre aux exigences ci-dessus.

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