반도체의 질화 실리콘- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

질화 실리콘 (실리콘 $에스 나_{3} N_{4}$ )는 반도체 기술의 발전에 중추적 인 역할을 한 자료입니다. 종종 이산화 실리콘에 의해 어두워지는 동안 $에스 나 영형_{2}$ ), 고유 한 특성으로 인해 수동 장치 구성 요소에서 활성 트랜지스터 요소에 이르기까지 다양한 응용 분야에 필수 불가결합니다.

질화 실리콘의 독특한 특성

실리콘 질화물은 특정 반도체 응용 분야에 우수한 선택이되는 특성의 조합을 가지고 있습니다.

고 유전 상수 ( $케이$ ) : : 비교 $에스 나 영형_{2}$ (a $케이$ 약 3.9), $에스 나_{3} N_{4}$ 유전 상수가 더 높습니다 (일반적으로 7.5 ~ 8 범위). 이 특성은 주어진 영역에서 더 많은 전하를 보관할 수있게 해주므로 커패시터 및 메모리 셀의 크기를 줄이는 데 중요합니다. 예를 들어 동적 무작위 액세스 메모리 (DRAM)에서는 더 높습니다 $케이$ 같은 자료 $에스 나_{3} N_{4}$ 세포 치수가 줄어들면서 충분한 커패시턴스를 유지하여 데이터 손실을 방지합니다.
우수한 확산 장벽 : 가장 중요한 기능 중 하나입니다 $에스 나_{3} N_{4}$ 반도체 제조에서는 원자, 특히 물 분자 및 나트륨과 같은 알칼리 이온의 확산에 대한 매우 효과적인 장벽으로 작용하는 능력이 있습니다. 이 속성은 이상적인 자료입니다 패시베이션 층 그리고 캡슐화 필름 , 장치 성능과 안정성을 저하시킬 수있는 환경 오염으로부터 칩의 섬세한 활성 영역을 보호합니다.
높은 기계적 경도 : 재료의 고유 한 경도와 기계적 강도는 사용하기에 적합합니다. 하드 마스크 리소그래피 및 에칭 프로세스에서. 더 부드러운 재료와 달리 $에스 나_{3} N_{4}$ 공격적인 플라즈마 에칭을 견딜 수있어 최소 침식으로 기초 층으로 복잡한 패턴을 정확하게 전달할 수 있습니다. 이는 특히 높은 비율 구조를 제작하는 데 특히 중요합니다.
낮은 열 팽창 계수 : 열 팽창 계수 $에스 나_{3} N_{4}$ 비교적 낮고 실리콘의 것과 밀접하게 일치합니다. 이 유사성은 열 사이클 동안 장치의 기계적 응력을 최소화하며, 예를 들어 어닐링 및 증착과 같은 처리 단계에서 발생하는 것과 같은 것과 같은 것입니다. 스트레스가 줄어들면 균열 및 박리를 방지하여 전반적인 장치 수율과 장수를 향상시킵니다.

반도체 장치의 주요 응용 프로그램

질화 실리콘은 반도체 칩 내에서 다양한 중요한 역할에 사용됩니다.

유전 스페이서 : F나nfets 및 기타 고급 트랜지스터 아키텍처의 제작에서 $에스 나_{3} N_{4}$ 스페이서 재료로 사용됩니다. 이 스페이서는 단락을 방지하고 채널 길이를 제어하기위한 중요한 기능인 소스 및 배수 단자로부터 게이트를 전기적으로 분리합니다.
게이트 유전체 : 하는 동안 $에스 나 영형_{2}$ 전통적인 M영형에스 트랜지스터의 표준으로 남아 있습니다. $에스 나_{3} N_{4}$ 게이트 유전체 스택에 사용하여 더 높은 커패시턴스 및 낮은 누설 전류를 달성 할 수 있습니다. 이는 플로팅 게이트 플래시 메모리와 같은 비 휘발성 메모리 기술과 관련하여 충전 트래핑 레이어 또는 다층 게이트 유전체 스택 (예 :,)의 일부로 사용될 수 있습니다. $영형NO$ 스택: $에스 나 영형_{2}$ / $에스 나_{3} N_{4}$ / $에스 나 영형_{2}$ ).
수파화 및 캡슐화 : 최종 보호 층으로서 필름 $에스 나_{3} N_{4}$ 전체 칩 표면에 퇴적 될 수 있습니다. 이것 패시베이션 층 수분, 화학 물질 및 기계적 손상으로 인한 통합 회로를 보호하여 장치의 장기 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
인터레이어 유전체 (ILD) : 일부 응용 프로그램에서 $에스 나_{3} N_{4}$ 다른 전도성 상호 연결을 분리하기 위해 금속 간 유전체 층에서 사용됩니다. 고밀도 및 장벽 특성은 금속 원자 (구리와 같은)의 주변 유전체로의 확산을 방지하며, 이는 고급 상호 연결에서 일반적인 고장 메커니즘입니다.

실리콘 질화물 세라믹의 역할

또한 웨이퍼에 박막 증착을 넘어서는 실리콘 질화물의 더 넓은 적용을 주목할 가치가 있습니다. 고순도 실리콘 질화물 세라믹 반도체 제조 장비 자체를위한 구성 요소를 만드는 데 사용됩니다. 탁월한 경도, 열 충격 저항 및 화학적 불활성은 웨이퍼 처리 도구, 퍼니스 튜브 및 가혹한 고온 환경에서 작동하는 다양한 고정구와 같은 부품에 이상적입니다. 이 듀얼 역할은 칩의 재료와 칩을 만드는 기계의 재료로서 전체 산업에 대한 중요성을 높이고 있습니다.

결론적으로, 실리콘 질화물의 전기, 기계 및 화학적 특성의 독특한 조합은 현대의 반도체 제조에서 중요한 재료로 자리를 확고히했다. 효과적인 확산 장벽으로 작용하는 능력, 높은 $케이$ 유전체 및 기계적으로 강력한 하드 마스크는 칩 기술이 더 작고 복잡한 척도로 진행됨에 따라 지속적인 관련성을 보장합니다.