创新高端纳米装备！延续摩尔定律！厦门韫茂亮相CarbonSemi2022

DT半导体材料 2022-03-14 18:36 2657浏览 0评论 0点赞

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随着芯片尺寸不断缩小，这就要求器件和材料的尺寸不断减小，而器件的长宽比不断增大，减低了使用材料的厚度，使之至几个纳米数量级。特别是当芯片制造工艺水平进入5纳米节点以后，如何延续摩尔定律已成为半导体行业的一大难题。

2007年底，美国Intel公司推出了基于45纳米节点技术的酷睿处理器，首次将ALD技术沉积的高介电常数材料（high-ĸ）和金属栅组合引入到集成电路芯片制造中，顺利将摩尔定律延续至当下最先进的5纳米鳍式晶体管（FinFET）工艺制程，并将继续支撑集成电路制造技术延续到3纳米和2纳米的全环绕栅极晶体管（Gate-All-Around GAAFET）技术。

近年来，原子层刻蚀(Atomic Layer Etching，ALE)及原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)技术的不断发展，使得半导体材料和器件的新功能和新应用成为可能。ALD技术的诞生最早可以追溯到20世纪六、七十年代，自2001年国际半导体协会将ALD技术列入与微电子工艺兼容的候选技术以来，其发展势头强劲，受到了广泛关注。

ALD技术

ALD技术是一种在衬底表面以单原子层为单位逐层生长薄膜的技术，这种技术与化学气相沉积(CVD)有相似之处，即将多种不同的化学前驱体源以气态通入反应腔，在一定的温度下发生化学反应，生成所需的薄膜材料。但其生长过程于CVD有明显区别，ALD生长过程是将参与反应的前驱体源交替通入反应腔，使其分别在基底表面发生自限制的化学反应，每通入一次前驱体源仅能在基底表面生长一层目标薄膜材料的原子。ALD技术的这种独特的生长机理，使其可以在大面积、复杂形貌的基底表面上生长出均匀、致密、无针孔、高保形性的薄膜，可以在原子层尺度上精确控制所需薄膜的厚度，并拥有较高的工艺稳定性和可重复性。基于这些特殊的优势，ALD技术迅速被工业界采用并成为了生长半导体材料钝化层、栅介质层和铜扩散阻挡层的主流工艺。

ALE技术

ALE技术是将传统的连续刻蚀工艺结合ALD自限制逐层反应机理而形成的一种新兴的刻蚀技术。与ALD类似，ALE也是分步进行的，即先通入反应物与薄膜表面原子反应，弱化表面单层原子与薄膜之间的连接键，然后通入等离子体使表面的改性分子脱附，露出薄膜材料的下一层原子，两步循环进行，每个周期剥离表面的一层原子。ALE的反应机理具备ALD工艺的自限制性，即表面反应一旦饱和，反应将不会继续进行，这使其具有很多类似于ALD的优点，其刻蚀精度、平整度、随形性、工艺稳定性和可重复性远胜于连续刻蚀，并且ALE刻蚀之后的材料表面依然平整完好。除了能够提供精准刻蚀的光滑表面之外，ALE还有一项重要优势：若采用各向同性的改性和脱附步骤，ALE方法能够实现各向同性刻蚀，可对复杂形貌的材料表面执行均匀、一致的刻蚀。

然而，由于栅氧层对场效应晶体管（MOSFET）性能的直接影响，这道工艺制程对ALD设备的要求极高，全球范围内也只有极少数国外的知名半导体设备公司能够提供满足此工艺要求的ALD设备，此项技术因此也处于被绝对垄断的状态。尤其是对于起步较晚的中国半导体芯片制造，严格把控的技术壁垒使得ALD设备成为阻碍中国芯片技术进步的重要阻碍之一。

厦门韫茂科技有限公司

厦门韫茂就是这样一家专业从事纳米级表面成膜的高科技装备制造企业，坐落于厦门集美区新材料产业园，由美国斯坦福博士以及在美国硅谷专业从事高端装备制造的海归团队组成，2018年成立至今已形成工艺开发部、产品设计部、装备制造部、品质检查等核心部门，拥有20余人的核心专业团队，已形成以UHV超高真空镀膜装备，ALD原子层成膜系统、PVD、IBE离子束刻蚀系统等一系列微纳加工设备为核心的产品矩阵，广泛应用于新能源，量子科学，半导体、数据存储、微纳米技术、超导材料、LED/OLED、太阳能光伏等领域，为广大科研院校和企业用户提供全方位的解决方案。