Nel processo di produzione dei chip, non sono necessari solo apparecchiature o materiali di base come macchine per litografia, macchine per incisione, fotoresist e wafer di silicio, ma anche un gas speciale nel settore chiamato gas elettronico. Essendo una delle materie prime a monte della catena industriale, i gas elettronici speciali sono coinvolti in vari collegamenti come l'attacco, la pulizia, la crescita epitassiale e l'impianto ionico. Sono indispensabili per l'intera industria manifatturiera dei chip, per questo vengono chiamati il "sangue" dei semiconduttori.
Poiché il gas elettronico influisce sulle prestazioni, sull'integrazione, sulla resa e su altri indicatori chiave dei circuiti integrati, esistono requisiti elevati per la purezza del gas elettronico. A causa delle notevoli difficoltà di processo, il gas elettronico è diventato il secondo materiale più grande e la sua quota di costo è seconda solo ai wafer di silicio.
Gas di attacco comunemente usati per semiconduttori
1. Gas fluoruro:
L'esafluoruro di zolfo SF6 è uno dei gas fluorurati più comunemente utilizzati nell'attacco a secco dei semiconduttori. È caratterizzato da elevata selettività e forte velocità di attacco. È adatto per l'incisione di materiali a bassa costante dielettrica come ossido di silicio, fluoruro di silicio, nitruro di silicio, ecc.
tetrafluoruro di carbonio (CF4)
Il tetrafluoruro di carbonio CF4 viene utilizzato anche in vari processi di incisione dei wafer. CF4 è attualmente il gas di attacco al plasma più utilizzato nell’industria microelettronica. Può essere ampiamente utilizzato nell'incisione di materiali a film sottile come silicio, biossido di silicio, nitruro di silicio, vetro fosfosilicato e tungsteno e nella pulizia superficiale di dispositivi elettronici e celle solari. È anche ampiamente utilizzato nella produzione di tecnologia laser, isolamento della fase gassosa, refrigerazione a bassa temperatura, agenti di rilevamento perdite, controllo dell'assetto dei razzi spaziali e agenti di decontaminazione nella produzione di circuiti stampati.
Il gas trifluoruro di azoto NF3 ha la velocità di attacco più lenta tra i gas fluorurati, ma ha una buona selettività. Funziona bene quando materiali diversi sono isolati tra loro ed è adatto anche per l'attacco di materiali organici.
2. Gas ossido:
O2
L'O2 è un gas ossido comune nell'attacco a secco dei semiconduttori e può essere utilizzato per ossidare ossidi e materiali metallici. L'O2 ha una velocità di attacco lenta ma una forte selettività, quindi è adatto per incidere la maggior parte dei materiali a base di ossido.
H2O
H2O è un gas ossido con buon rilassamento e può essere utilizzato per incidere fotoresist duri e resine organiche. Tuttavia, se miscelato con fluoruro gassoso, influenzerà la selettività della reazione.
N2O
N2O può essere utilizzato per ossidare il silicio idrogenato e i materiali metallici. La sua velocità di attacco è più veloce dell'O2, ma la sua selettività è peggiore dell'O2.
Quanto sopra sono i tipi e le caratteristiche dei gas comunemente utilizzati nell'attacco a secco dei semiconduttori. La loro applicazione nel processo di incisione è molto importante. Per materiali diversi e scopi di incisione diversi, è necessario selezionare i gas appropriati per l'incisione.
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