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芯片金属化办法有哪些?_金属_晶体管

admin 2024-12-08 15:12:41 0

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什么是金属化?

金属化(Metallization)指在晶圆上形成图形化的金属导电薄膜。
芯片制程中常见的金属种类见以前的文章:

芯片金属化办法有哪些?_金属_晶体管 通讯

常见的芯片金属材料汇总

金属化的浸染?

互连浸染

紧张用于互连不同的电子组件,如晶体管、电阻、电容等。
IC是由数亿乃至数十亿的晶体管组成,这些晶体管在硅片上并行事情。
但是,如果这些晶体管不能相互导通,那么它们就不能实现指定功能。
而这些互连金属电路像是IC的血管,确保电子旗子暗记在不同组件之间的顺利传输。

充当阻挡层

阻挡层的浸染是防止不同金属层间的电子迁移,将不同金属层之间相互隔离,避免物质之间的扩散或渗透等。
其余,阻挡层有时也被用作其他材料层之间的粘附层,确保新沉积的材料可以稳定地附着在基底上。

范例的阻挡层材料包括钛、钛氮化物、钛钨化物,钽、钽氮化物等。
例如,铝随意马虎与硅发生反应。
当铝须要在硅上布线时时,须要在两者之间放置阻挡金属(TiN,TiW)作为樊篱。

保护浸染

金属化层可以作为一个保护层,牢牢地包裹在活泼金属的表面,防止环境中的化学物质、水分或氧气渗入芯片内部,达到防腐的浸染。
例如,暴露在空气中的铜会逐渐形成氧化铜层。
为了防止这种情形,可以在铜导线上覆盖一层防腐金属,如钯、金或镍。

金属化有哪些办法?

PVD

溅射沉积 (Sputtering):利用高能离子轰击靶材料,使靶材料的原子或分子溅射并沉积到基片上。

电子束蒸发 (E-beam Evaporation):利用高能电子束加热金属,使其蒸发并沉积到基片上。

CVD

气态先驱体在晶圆上反应,形成所需的薄膜沉积在晶圆表面。
CVD可用于沉积多种金属,如钨、铜、钛等。

紧张办法有:MOCVD,LPCVD,PECVD,ALD等,常见反应式为:

TiCl4+2H2-->Ti+4HCl

WF6+3H2-->W+6HF

电镀

通电,利用电化学事理,在晶圆表面沉积金属,一样平常电镀的镀种为Cu,Ni,Au,Sn等单质及其合金。
比如Cu是互联的紧张金属,由于铜无法被干法刻蚀,只能通过双大马士革工艺来进行互联金属的添补。

化学镀

不通电,纯挚利用化学反应在晶圆表面沉积金属,常见的沉积金属为Ni,Pd,Au等单质。

晶圆制程的金属化一样平常只有这几种办法,可以根据设计的哀求与实际需求来选择得当的金属化办法。

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