د چپس تولید: د اینچنګ تجهیزات او پروسې

د سیمی کنډکټر جوړولو په پروسه کې،نقاشيټیکنالوژي یوه مهمه پروسه ده چې د پیچلي سرکټ نمونو رامینځته کولو لپاره په سبسټریټ کې ناغوښتل شوي توکي دقیقا لرې کولو لپاره کارول کیږي. دا مقاله به په تفصیل سره دوه اصلي سټراټیټ ایچینګ ټیکنالوژي معرفي کړي - د ظرفیت سره یوځای شوي پلازما ایچنګ (CCP) او په مستقیم ډول جوړه شوي پلازما اینچنګ (ICP)، او د دوی غوښتنلیکونه د مختلف موادو په نقاشۍ کې وپلټئ.

په ظرفیت سره یوځای شوي پلازما اینچنګ (CCP)

Capacitively coped plasma etching (CCP) د یو میچر او DC بلاکینګ کپیسیټر له لارې دوه موازي پلیټ الیکټروډونو ته د RF ولټاژ پلي کولو سره ترلاسه کیږي. دوه الیکټروډونه او پلازما په ګډه یو مساوي کپاسیټر جوړوي. په دې پروسه کې، د RF ولتاژ د الکترود سره نږدې یو capacitive شیټ جوړوي، او د میان حد د ولتاژ په چټکتیا سره بدلیږي. کله چې الکترون دې ګړندۍ بدلیدونکي میان ته ورسیږي ، دوی منعکس کیږي او انرژي ترلاسه کوي ، چې په پایله کې د ګاز مالیکولونو انعطاف یا ionization رامینځته کوي ترڅو پلازما رامینځته کړي. د CCP اینچنګ معمولا په هغو موادو کې کارول کیږي چې د کیمیاوي بانډ انرژي سره لوړ وي، لکه ډایالټریکس، مګر د دې د ټیټ اینچنګ نرخ له امله، دا د غوښتنلیکونو لپاره مناسب دی چې ښه کنټرول ته اړتیا لري.

په مستقیم ډول جوړه شوي پلازما اینچنګ (ICP)

په مستقیم ډول جوړه شوې پلازمانقاشي(ICP) د دې اصولو پراساس دی چې یو بدیل جریان د کویل له لارې تیریږي ترڅو د هڅول شوي مقناطیسي ساحې رامینځته کړي. د دې مقناطیسي ساحې د عمل لاندې، د عکس العمل په چیمبر کې الکترونونه ګړندي کیږي او په هڅول شوي بریښنایی ساحه کې سرعت ته دوام ورکوي، په پای کې د عکس العمل ګاز مالیکولونو سره ټکر کوي، چې مالیکولونه جلا یا ionize کوي او پلازما جوړوي. دا طریقه کولی شي د لوړ ionization کچه تولید کړي او اجازه ورکړي چې د پلازما کثافت او بمبارۍ انرژي په خپلواکه توګه تنظیم شي، کوم چېICP ایچنګد ټیټ کیمیاوي بانډ انرژي سره د نقاشي موادو لپاره خورا مناسب ، لکه سیلیکون او فلز. برسېره پردې، د ICP ټیکنالوژي هم ښه یونیفارم او د اینچنګ نرخ چمتو کوي.

1. فلزي نقاشي

فلزي نقاشي په عمده ډول د یو بل سره نښلولو او څو پرت فلزي تارونو پروسس کولو لپاره کارول کیږي. د دې اړتیاو کې شامل دي: د نقاشۍ لوړه کچه ، لوړ انتخاب (د ماسک پرت لپاره له 4:1 څخه ډیر او د انټر لیر ډایالټرک لپاره له 20:1 څخه ډیر) ، د اینچنګ لوړ یونیفارمیت ، ښه مهم ابعاد کنټرول ، د پلازما زیان نه ، لږ پاتې شوي ککړونکي او فلزي ته زنګ نشته. د فلزي نقاشي معمولا په مستقیم ډول جوړه شوي پلازما اینچنګ تجهیزات کاروي.

•د ایلومینیم اینچنګ: المونیم د چپ جوړونې په مینځ او شاته مرحلو کې ترټولو مهم تار مواد دی چې د ټیټ مقاومت ، اسانه زیرمه کولو او اینچنګ ګټې سره. د المونیم نقاشي معمولا د کلورایډ ګاز (لکه Cl2) لخوا رامینځته شوي پلازما کاروي. المونیم د کلورین سره تعامل کوي ترڅو بې ثباته المونیم کلورایډ (AlCl3) تولید کړي. برسېره پردې، نور هالایډونه لکه SiCl4، BCl3، BBr3، CCl4، CHF3، او نور د المونیم په سطحه د آکسایډ پرت لرې کولو لپاره اضافه کیدی شي ترڅو نورمال اینچنګ یقیني کړي.

د ټنګسټن اینچنګ: په څو پوړونو کې د فلزي تار د نښلولو جوړښتونو کې، ټنګسټن اصلي فلز دی چې د چپ د منځنۍ برخې د نښلولو لپاره کارول کیږي. د فلورین پر بنسټ یا د کلورین پر بنسټ ګازونه د فلزي ټنګسټن د مینځلو لپاره کارول کیدی شي، مګر د فلورین پر بنسټ ګازونه د سیلیکون اکسایډ لپاره ضعیف انتخاب لري، پداسې حال کې چې د کلورین پر بنسټ ګازونه (لکه CCl4) غوره انتخاب لري. نایتروجن معمولا د عکس العمل ګاز ته اضافه کیږي ترڅو د لوړ نخشې ګلو انتخاب ترلاسه کړي، او اکسیجن د کاربن زیرمه کمولو لپاره اضافه کیږي. د کلورین پراساس ګاز سره د ټنګسټن نقاشي کولی شي د انیسوټروپیک اینچنګ او لوړ انتخاب ترلاسه کړي. هغه ګازونه چې د تونګسټن په وچه خښته کې کارول کیږي په عمده توګه SF6، Ar او O2 دي، چې SF6 کولی شي په پلازما کې تحلیل شي ترڅو فلورین اتومونه چمتو کړي او ټنګسټن د کیمیاوي تعامل لپاره فلورایډ تولید کړي.

• Titanium nitride etching: Titanium nitride، د سخت ماسک موادو په توګه، د دودیز سیلیکون نایټرایډ یا آکسایډ ماسک د دوه ګونی ډیماسین پروسې کې ځای په ځای کوي. د ټایټینیم نایټرایډ اینچنګ په عمده ډول د سخت ماسک خلاصولو پروسې کې کارول کیږي ، او اصلي عکس العمل محصول TiCl4 دی. د دودیز ماسک او د ټیټ-k ډایالټریک پرت تر مینځ انتخاب لوړ ندی ، کوم چې به د ټیټ-k ډایالټریک پرت په پورتنۍ برخه کې د آرک شکل لرونکي پروفایل څرګندیدو لامل شي او د ایچ کولو وروسته د نالی پلنوالی پراخه شي. د جمع شوي فلزي لینونو تر مینځ فاصله خورا کوچنۍ ده، کوم چې د پل لیکج یا مستقیم ماتیدو خطر لري.

2. د انسولټر اینچنګ

د انسولټر اینچنګ څیز معمولا ډایالټریک مواد دي لکه سیلیکون ډای اکسایډ یا سیلیکون نایټرایډ چې په پراخه کچه د تماس سوراخونو او چینل سوراخونو جوړولو لپاره کارول کیږي ترڅو د مختلف سرکټ پرتونو سره وصل شي. Dielectric etching معمولا د capacitively compled plasma etching د اصولو پر بنسټ یو ایچر کاروي.

• د سیلیکون ډای اکسایډ فلم پلازما اینچنګ: د سیلیکون ډای اکسایډ فلم معمولا د فلورین لرونکي غازونو لکه CF4، CHF3، C2F6، SF6 او C3F8 په کارولو سره نقاشي کیږي. په اینچنګ ګاز کې موجود کاربن کولی شي د اکسایډ پرت کې د اکسيجن سره عکس العمل وکړي ترڅو د CO او CO2 ضمني محصولات تولید کړي، په دې توګه د اکسایډ پرت کې اکسیجن لرې کوي. CF4 ترټولو عام کارول شوی د اینچنګ ګاز دی. کله چې CF4 د لوړې انرژي الکترونونو سره ټکر کوي، مختلف ایونونه، رادیکالونه، اتومونه او وړیا رادیکالونه تولید کیږي. د فلورین وړیا رادیکالونه کولی شي په کیمیاوي ډول د SiO2 او Si سره عکس العمل وکړي ترڅو بې ثباته سیلیکون ټیټرافلوورایډ (SiF4) تولید کړي.

• د سیلیکون نایټریډ فلم پلازما اینچنګ: د سیلیکون نایټریډ فلم د پلازما ایچنګ په کارولو سره د CF4 یا CF4 مخلوط ګاز سره (د O2، SF6 او NF3 سره) کیښودل کیدی شي. د Si3N4 فلم لپاره، کله چې د CF4-O2 پلازما یا بل ګاز پلازما چې F اتومونه لري د اینچنګ لپاره کارول کیږي، د سیلیکون نایټریډ د اینچنګ کچه کولی شي 1200Å/min ته ورسیږي، او د اینچنګ انتخاب ممکن تر 20:1 پورې لوړ وي. اصلي محصول بې ثباته سیلیکون ټیټرافلوورایډ (SiF4) دی چې د استخراج لپاره اسانه دی.

4. واحد کرسټال سیلیکون اینچنګ

واحد کرسټال سیلیکون اینچنګ په عمده توګه د ټیټ خندق انزوا (STI) جوړولو لپاره کارول کیږي. پدې پروسه کې معمولا د بریالیتوب پروسه او د نقاشۍ اصلي پروسه شامله ده. د بریالیتوب پروسه د قوي آیون بمبارۍ او د فلورین عناصرو کیمیاوي عمل له لارې د واحد کرسټال سیلیکون په سطحه د اکسایډ پرت لرې کولو لپاره SiF4 او NF ګاز کاروي. اصلي نقاشي د اصلي نقاشي په توګه هایدروجن برومایډ (HBr) کاروي. د پلازما چاپیریال کې د HBr لخوا تخریب شوي برومین رادیکالونه د سیلیکون سره تعامل کوي ترڅو بې ثباته سیلیکون ټیترابرومایډ (SiBr4) رامینځته کړي ، په دې توګه سیلیکون لرې کوي. واحد کرسټال سیلیکون اینچنګ معمولا د انډکټیو سره جوړه شوي پلازما اینچنګ ماشین کاروي.

5. پولیسیلیکون اینچنګ

پولیسیلیکون ایچنګ یو له مهمو پروسو څخه دی چې د ټرانزیسټرونو د دروازې اندازه ټاکي، او د دروازې اندازه په مستقیم ډول د مدغم سرکیټونو فعالیت اغیزه کوي. پولیسیلیکون اینچنګ د غوره انتخاب تناسب ته اړتیا لري. د هیلوجن ګازونه لکه کلورین (Cl2) معمولا د انیسوټروپیک ایچنګ ترلاسه کولو لپاره کارول کیږي، او د غوره انتخاب تناسب لري (تر 10:1 پورې). د برومین پر بنسټ ګازونه لکه هایدروجن برومایډ (HBr) کولی شي د انتخاب لوړ تناسب ترلاسه کړي (تر 100: 1 پورې). د کلورین او اکسیجن سره د HBr مخلوط کولی شي د نقاشۍ کچه لوړه کړي. د هالوجن ګاز او سیلیکون عکس العمل محصولات د محافظتي رول لوبولو لپاره د غاړې په دیوالونو کې زیرمه شوي. د پولیسیلیکون اینچنګ معمولا د پلاسما اینچنګ ماشین کاروي.

که چیرې دا په ظرفیت سره جوړه شوې پلازما ایچنګ وي یا په مستقیم ډول جوړه شوي پلازما ایچنګ ، هر یو یې خپلې ځانګړې ګټې او تخنیکي ځانګړتیاوې لري. د مناسب ایچنګ ټیکنالوژۍ غوره کول نه یوازې د تولید موثریت ته وده ورکولی شي ، بلکه د وروستي محصول حاصل هم تضمینوي.