Yarı iletkenlerde silikon nitrür- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

SBenlBenKon nBentrür ( $S Ben_{3} N_{4}$ ) yarı BenletKen teKnolojBensBennBenn BenlerlemesBennde önemlBen bBenr rol oynayan bBenr malzemedBenr. GenellBenKle sBenlikon dioksit tarafından gölgede kalırken ( $S i O_{2}$ ), benzersiz özellikleri, pasif cihaz bileşenlerinden aktif transistör elemanlarına kadar çeşitli uygulamalar için vazgeçilmez hale getirir.

Silikon nitrürün benzersiz özellikleri

Silikon nitrür, belirli yarı iletken uygulamalar için üstün bir seçim haline getiren özelliklerin bir kombinasyonuna sahiptir:

Yüksek dielektrik sabiti ( $k$ ): Nazaran $S Ben O_{2}$ (A ile $k$ yaklaşık 3.9), $S Ben_{3} N_{4}$ Daha yüksek bir dielektrik sabitine sahiptir (tipik olarak 7.5 ila 8 arasında değişmektedir). Bu özellik, belirli bir alVea daha fazla yükün depolanmasına izin verir, bu da kapasitörlerin ve bellek hücrelerinin boyutunu azaltmak için çok önemlidir. Örneğin, dinamik rastgele erişim belleğinde (DRAM) $k$ gibi malzeme $S Ben_{3} N_{4}$ Hücre boyutları küçüldükçe yeterli kapasitansın korunmasına yardımcı olur ve veri kaybını önler.
Mükemmel difüzyon bariyeri: En kritik işlevlerinden biri $S Ben_{3} N_{4}$ Yarıiletken üretiminde, atomların difüzyonuna, özellikle su molekülleri ve sodyum gibi alkali iyonlarının difüzyonuna karşı oldukça etkili bir engel görevi görme yeteneğidir. Bu özellik onu ideal bir malzeme haline getiriyor pasivasyon katmanları and kapsülleme filmleri , bir çipin hassas aktif alanlarının cihaz performansı ve güvenilirliğini azaltabilecek çevresel kirlenmeden korunması.
Yüksek mekanik sertlik: Malzemenin doğal sertliği ve mekanik mukavemeti, sert maske litografi ve dağlama işlemlerinde. Daha yumuşak malzemelerin aksine, $S Ben_{3} N_{4}$ Karmaşık desenlerin minimal erozyon ile altta yatan katmanlara kesin aktarılmasına izin vererek agresif plazma aşınmasına dayanabilir. Bu özellikle yüksek oranda yüksek oranda yapıların üretilmesi için önemlidir.
Düşük Termal Genişleme Katsayısı: Termal genişleme katsayısı $S Ben_{3} N_{4}$ nispeten düşüktür ve silikonla yakından eşleşir. Bu benzerlik, tavlama ve biriktirme gibi işleme adımları sırasında karşılaşılanlar gibi termal döngüler sırasında cihazdaki mekanik stresi en aza indirir. Azaltılmış stres, çatlak ve delaminasyonu önlemeye yardımcı olur, genel cihaz verimini ve uzun ömürlülüğü iyileştirir.

Yarıiletken cihazlarda temel uygulamalar

Silikon nitrür, yarı iletken bir çip içindeki çeşitli kritik rollerde kullanılır:

Dielektrik ara parçası: Finfets ve diğer gelişmiş transistör mimarilerin imalatında, $S Ben_{3} N_{4}$ bir ara malzeme olarak kullanılır. Bu aralayıcılar, kapıyı kaynaktan elektriksel olarak izole eder ve kısa devreleri önlemek ve kanal uzunluğunu kontrol etmek için hayati bir işlev olan terminalleri boşaltır.
Kapı Dielektrik: Sırasında $S Ben O_{2}$ geleneksel MOS transistörleri için standart olarak kalır, $S Ben_{3} N_{4}$ Daha yüksek kapasitans ve daha düşük sızıntı akımları elde etmek için kapı dielektrik yığınlarında kullanılabilir. Bu, özellikle şarj kaplama katmanı olarak veya çok katmanlı bir kapı dielektrik yığınının (ör., $Ono$ yığın: $S Ben O_{2}$ / $S Ben_{3} N_{4}$ / $S Ben O_{2}$ ).
Pasivasyon ve kapsülleme: Son koruyucu katman olarak, bir film $S Ben_{3} N_{4}$ tüm çip yüzeyine birikebilir. Bu pasivasyon katmanı entegre devreleri nem, kimyasallar ve mekanik hasardan korur ve cihazın uzun süreli güvenilirliğini önemli ölçüde artırır.
Ara katman dielektrik (ILD): Bazı uygulamalarda, $S Ben_{3} N_{4}$ farklı iletken ara bağlantıları ayırmak için metaller arası dielektrik tabakalarda kullanılır. Yüksek yoğunluk ve bariyer özellikleri, metal atomlarının (bakır gibi) çevredeki dielektrike difüzyonunu önler, bu da ileri ara bağlantılarda yaygın bir arıza mekanizmasıdır.

Silikon nitrür seramik rolü

Ayrıca, gofretler üzerindeki ince film birikiminin ötesinde silikon nitrürün daha geniş uygulamalarını belirtmek gerekir. Yüksek saflık Silikon nitrür seramik yarı iletken üretim ekipmanının kendisi için bileşenler oluşturmak için kullanılır. Olağanüstü sertliği, termal şok direnci ve kimyasal atıllığı, gofret taşıma araçları, fırın tüpleri ve sert, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan çeşitli armatürler gibi parçalar için idealdir. Bu ikili rol - çipte ve çipi yapan makinelerde bir malzeme olarak - yüksek ışığı tüm endüstri için önemini verir.

Sonuç olarak, silikon nitrürün elektrik, mekanik ve kimyasal özelliklerin eşsiz kombinasyonu, modern yarı iletken imalatında kritik bir malzeme olarak yerini sağlamlaştırmıştır. Etkili bir difüzyon bariyeri, yüksek bir $k$ Dielektrik ve mekanik olarak sağlam bir sert maske, çip teknolojisi daha küçük ve daha karmaşık ölçeklere ilerledikçe sürekli alaka düzeyini sağlar. .