Le dépôt dans une plaquette est un processus essentiel dans la fabrication des semi-conducteurs. Il consiste à créer de fines couches de matériaux, principalement des diélectriques et des métaux, qui sont essentielles à la construction des dispositifs à semi-conducteurs.
Ce processus est crucial pour la formation de structures complexes au sein des circuits intégrés, y compris les interconnexions, les couches isolantes et divers composants électriques.
Les techniques de dépôt varient en fonction du matériau et des exigences spécifiques du dispositif fabriqué.
5 étapes clés du processus de dépôt
1. Préparation de la plaquette
La plaquette est placée sur une électrode à l'intérieur d'une chambre de dépôt.
Cette configuration permet de s'assurer que la plaquette est dans la position optimale pour recevoir les matériaux déposés de manière uniforme.
2. Introduction des gaz réactifs
Les gaz réactifs et les éléments de dépôt sont introduits dans la chambre.
Ces gaz peuvent comprendre des composés contenant du silicium pour les couches d'oxyde ou de nitrure de silicium, ou des composés contenant des métaux pour les couches métalliques.
Le choix des gaz est déterminé par les propriétés chimiques requises pour le film mince.
3. Formation du plasma
Une tension est appliquée pour créer un plasma entre les électrodes, ce qui excite les gaz réactifs.
Ce plasma est crucial car il fournit l'énergie nécessaire pour dissocier les gaz réactifs en espèces réactives.
Des techniques telles que le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) ou le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma à haute densité (HDP-CVD) sont couramment utilisées pour contrôler les propriétés du plasma et garantir une dissociation efficace.
4. Formation du film
Les gaz excités se dissocient et réagissent avec la surface de la plaquette pour former un film mince.
Cette réaction est contrôlée pour garantir l'épaisseur et l'uniformité souhaitées du film.
Les sous-produits de la réaction, qui ne font pas partie du film, sont éliminés de la chambre, généralement par diffusion ou par pompage actif.
5. Étapes et considérations supplémentaires
Après le dépôt, le film mince peut subir un recuit ou d'autres traitements thermiques pour améliorer ses propriétés, telles que l'adhérence, la résistivité ou la stabilité.
Les propriétés du film déposé sont analysées pour s'assurer qu'elles répondent aux spécifications requises pour le dispositif semi-conducteur.
Cette analyse peut conduire à des ajustements du processus de dépôt afin d'optimiser les performances.
Techniques utilisées pour le dépôt
Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et ses variantes comme le PECVD et le HDP-CVD sont utilisés pour déposer des matériaux diélectriques.
Le dépôt physique en phase vapeur (PVD) est utilisé pour les métaux et certains diélectriques.
Le dépôt par couche atomique (ALD) est utilisé pour les couches minces très conformes et précises.
L'ensemble de ces procédés permet de construire des dispositifs semi-conducteurs complexes en déposant avec précision des matériaux dans des environnements contrôlés.
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