सेमीकंडक्टर प्रक्रियेतील धातुकरण समस्या आणि त्या कशा सोडवायच्या

सेमीकंडक्टर प्रक्रियेत मेटालायझेशन हा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे, ज्यामध्ये तांबे किंवा अॅल्युमिनियम सारख्या धातूंच्या इंटरकनेक्शनची निर्मिती समाविष्ट असते. तथापि, मेटालायझेशन समस्या - विशेषतः इलेक्ट्रोमायग्रेशन आणि वाढलेला संपर्क प्रतिकार - एकात्मिक सर्किट्सच्या कामगिरी आणि विश्वासार्हतेसाठी महत्त्वपूर्ण आव्हाने निर्माण करतात.

धातूकरण समस्यांची कारणे

धातूकरणाच्या समस्या प्रामुख्याने असामान्य तापमान परिस्थिती आणि फॅब्रिकेशन दरम्यान सूक्ष्म संरचनात्मक बदलांमुळे उद्भवतात:

१. जास्त तापमान: उच्च-तापमानाच्या अॅनिलिंग दरम्यान, धातूच्या इंटरकनेक्शनमध्ये इलेक्ट्रोमाइग्रेशन किंवा जास्त धान्य वाढ होऊ शकते. हे सूक्ष्म संरचनात्मक बदल विद्युत गुणधर्मांना तडजोड करतात आणि इंटरकनेक्शनची विश्वसनीयता कमी करतात.

२. अपुरे तापमान: जर तापमान खूप कमी असेल, तर धातू आणि सिलिकॉनमधील संपर्क प्रतिकार ऑप्टिमाइझ करता येत नाही, ज्यामुळे खराब विद्युत प्रवाह प्रसारित होतो, वीज वापर वाढतो आणि सिस्टम अस्थिरता येते.

चिप कामगिरीवर परिणाम

इलेक्ट्रोमाइग्रेशन, धान्य वाढ आणि वाढत्या संपर्क प्रतिकाराचे एकत्रित परिणाम चिपच्या कामगिरीमध्ये लक्षणीय घट करू शकतात. लक्षणांमध्ये सिग्नल ट्रान्समिशनची गती कमी होणे, लॉजिक एरर आणि ऑपरेशनल बिघाडाचा धोका वाढणे समाविष्ट आहे. यामुळे शेवटी देखभाल खर्च वाढतो आणि उत्पादनाचे जीवनचक्र कमी होते.

धातूकरण समस्यांचे निराकरण

१. तापमान नियंत्रण ऑप्टिमायझेशन: औद्योगिक दर्जाच्या वॉटर चिलर वापरण्यासारखे अचूक थर्मल व्यवस्थापन अंमलात आणल्याने प्रक्रिया तापमानात सातत्य राखण्यास मदत होते. स्थिर थंडपणामुळे इलेक्ट्रोमायग्रेशनचा धोका कमी होतो आणि धातू-सिलिकॉन संपर्क प्रतिकार अनुकूल होतो, ज्यामुळे चिपची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता वाढते.

२. प्रक्रिया सुधारणा: संपर्क थराचे साहित्य, जाडी आणि निक्षेपण पद्धती समायोजित केल्याने संपर्क प्रतिकार कमी होण्यास मदत होऊ शकते. बहुस्तरीय संरचना किंवा विशिष्ट घटकांसह डोपिंग यासारख्या तंत्रांमुळे विद्युत प्रवाह आणि स्थिरता सुधारते.

३. साहित्य निवड: तांबे मिश्रधातूंसारखे उच्च विद्युत स्थलांतर प्रतिरोधक धातू आणि डोपेड पॉलिसिलिकॉन किंवा धातू सिलिसाइड्स सारख्या उच्च वाहक संपर्क सामग्रीचा वापर केल्याने संपर्क प्रतिकार आणखी कमी करता येतो आणि दीर्घकालीन कामगिरी सुनिश्चित करता येते.

निष्कर्ष

अर्धसंवाहक प्रक्रियेतील धातूकरण समस्या प्रगत तापमान नियंत्रण, ऑप्टिमाइझ्ड कॉन्टॅक्ट फॅब्रिकेशन आणि स्ट्रॅटेजिक मटेरियल सिलेक्शनद्वारे प्रभावीपणे कमी केल्या जाऊ शकतात. चिपची कार्यक्षमता राखण्यासाठी, उत्पादनाचे आयुष्य वाढवण्यासाठी आणि अर्धसंवाहक उपकरणांची विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी हे उपाय आवश्यक आहेत.