La deposizione in un wafer è un processo critico nella produzione di semiconduttori. Si tratta di creare strati sottili di materiali, principalmente dielettrici e metallici, essenziali per la costruzione di dispositivi a semiconduttore.
Questo processo è fondamentale per la formazione di strutture complesse all'interno dei circuiti integrati, tra cui interconnessioni, strati isolanti e vari componenti elettrici.
Le tecniche di deposizione variano a seconda del materiale e dei requisiti specifici del dispositivo da produrre.
5 fasi chiave del processo di deposizione
1. Preparazione del wafer
Il wafer viene posizionato su un elettrodo all'interno di una camera di deposizione.
Questa preparazione assicura che il wafer sia nella posizione ottimale per ricevere i materiali depositati in modo uniforme.
2. Introduzione dei gas reattivi
Nella camera vengono introdotti gas reattivi ed elementi di deposizione.
Questi gas possono includere composti contenenti silicio per gli strati di ossido di silicio o nitruro, o composti contenenti metalli per gli strati metallici.
La scelta dei gas è determinata dalle proprietà chimiche necessarie per il film sottile.
3. Formazione del plasma
La tensione viene applicata per creare un plasma tra gli elettrodi, che eccita i gas reattivi.
Questo plasma è fondamentale perché fornisce l'energia necessaria per dissociare i gas reattivi in specie reattive.
Per controllare le proprietà del plasma e garantire una dissociazione efficiente si utilizzano comunemente tecniche come la deposizione di vapore chimico potenziata con plasma (PECVD) o la CVD con plasma ad alta densità (HDP-CVD).
4. Formazione del film
I gas eccitati si dissociano e reagiscono con la superficie del wafer per formare un film sottile.
Questa reazione viene controllata per garantire lo spessore e l'uniformità desiderati del film.
I sottoprodotti della reazione, che non fanno parte del film, vengono rimossi dalla camera, in genere mediante diffusione o pompaggio attivo.
5. Ulteriori fasi e considerazioni
Dopo la deposizione, il film sottile può essere sottoposto a ricottura o ad altri trattamenti termici per migliorarne le proprietà, come l'adesione, la resistività o la stabilità.
Le proprietà del film depositato vengono analizzate per garantire la conformità alle specifiche richieste per il dispositivo a semiconduttore.
Questa analisi può portare a modifiche del processo di deposizione per ottimizzare le prestazioni.
Tecniche utilizzate nella deposizione
La deposizione chimica da vapore (CVD) e le sue varianti come PECVD e HDP-CVD sono utilizzate per depositare i materiali dielettrici.
La deposizione fisica da vapore (PVD) è utilizzata per i metalli e alcuni dielettrici.
La deposizione di strati atomici (ALD) è utilizzata per film sottili altamente conformi e precisi.
Questi processi consentono di costruire complessi dispositivi a semiconduttore depositando con precisione i materiali in ambienti controllati.
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