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                  文章詳情

                  半導體設備行業深度報告:市場再創新高,國產化替代空間廣闊(三)

                  日期:2022-03-11 20:02
                  瀏覽次數:213
                  摘要: 接上篇文章 1.3.5 薄膜沉積工藝 薄膜沉積是一種添加工藝,是指利用化學方法或物理方法在晶圓表面沉積一層電介質薄膜或金屬薄膜,根據沉積方法可以分為化學氣相沉積(CVD)和物**相沉積(PVD)。 CVD是利用氣態化學源材料在晶圓表面產生化學反應過程,在表面沉積一種固態物作為薄膜層。CVD廣泛應用在晶圓制造的沉積工藝中,包括外延硅沉積、多晶硅沉積、電介質薄膜沉積和金屬薄膜沉積。常用的化學氣相沉積工藝包括常壓化學氣相沉積(APCVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)和離子增強型化學氣相沉積(P...

                  接上篇文章

                  1.3.5 薄膜沉積工藝

                  薄膜沉積是一種添加工藝,是指利用化學方法或物理方法在晶圓表面沉積一層電介質薄膜或金屬薄膜,根據沉積方法可以分為化學氣相沉積(CVD)和物**相沉積(PVD)。

                  CVD是利用氣態化學源材料在晶圓表面產生化學反應過程,在表面沉積一種固態物作為薄膜層。CVD廣泛應用在晶圓制造的沉積工藝中,包括外延硅沉積、多晶硅沉積、電介質薄膜沉積和金屬薄膜沉積。常用的化學氣相沉積工藝包括常壓化學氣相沉積(APCVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)和離子增強型化學氣相沉積(PECVD)。

                  APCVD主要應用在二氧化硅和氮化硅的沉積,LPCVD主要應用于多晶硅、二氧化硅及氮化硅的沉積。PECVD通過等離子產生的自由基來增加化學反應速度,可以利用相對較低的溫度達到較高的沉積速率,廣泛應用于氧化硅、氮化硅、低k、ESL和其他電介質薄膜沉積。

                  CVD工藝使用的半導體設備是化學氣相沉積設備,全球的化學氣相沉積設備市場主要由應用材料、泛林半導體和東京電子所壟斷,CR370%。從CVD設備種類來看,PECVD、APCVDLPCVD三類CVD設備合計市場份額約占總市場份額的70%,仍舊是CVD設備市場的主流。

                  集成電路領域的國產CVD設備生產商主要有北方華創和沈陽拓荊。北方華創主要生產APCVD設備和LPCVD設備,沈陽拓荊則以PECVD為主,根據中國國際招標網數據,沈陽拓荊已有3PECVD設備進入長江存儲。

                  原子層沉積(ALD)是一種可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積與普通的化學沉積有相似之處。但在原子層沉積過程中,新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯的,這種方式使每次反應只沉積一層原子。ALD工藝可以更加**控制薄膜的尺寸,對于DRAM,3DNAND和邏輯FinFET制造中越來越重要,可能成為未來薄膜沉積的核心工藝。

                  目前ALD設備尚未在集成電路行業中大規模使用,應用材料、泛林半導體和東京電子都已經推出了ALD設備,國內設備生產商在ALD設備方面也有布局。北方華創推出的ALD設備可以滿足28-14nmFinFET3DNAND原子層沉積工藝要求,目前正處于驗證階段。沈陽拓荊在已通過生產驗證的PECVD平臺上自主研發了原子層沉積設備,可應用于超大規模集成電路,OLED及先進封裝領域

                  物**相沉積(PVD)是另一種重要的薄膜沉積工藝,PVD是通過加熱或濺射過程將固態材料氣態化,然后使蒸汽在襯底表面凝結形成固態薄膜,常用的PVD工藝有蒸發工藝和濺鍍工藝。

                  PVD工藝使用的半導體設備為PVD設備,全球PVD設備市場基本上為應用材料所壟斷,其市場份額高達85%,其次為EvatecUlvac,市場份額分別為6%5%。

                  國內在集成電路領域的PVD生產商主要為北方華創。北方華創突破了濺射源設計技術、等離子產生與控制技術、顆??刂萍夹g、腔室設計與仿真模擬技術、軟件控制技術等多項關鍵技術,實現了國產集成電路領域優異薄膜制備設備零的突破,設備覆蓋了90-14nm多個制程。根據公司官網消息,公司PVD設備被國內先進集成電路芯片制造企業指定為28nm制程Baseline機臺,并成功進入國際供應鏈體系。

                  1.3.6 化學機械研磨工藝

                  化學機械研磨(CMP)是一種移除工藝技術,該工藝結合化學反應和機械研磨去除沉積的薄膜,使得晶圓表面更加平坦和光滑。CMP技術有多種優勢,例如CMP允許高解析度的光刻技術,可以減小過度曝光和顯影的需求,允許更均勻的薄膜沉積從而減小刻蝕的時間。

                  CMP工藝使用的半導體設備是化學機械研磨機。常見的CMP系統包括研磨襯墊、可以握住晶圓并使其表面向下接觸研磨襯墊的自旋晶圓載具,以及一個研磨漿輸配器裝置。

                  全球CMP設備市場主要由應用材料和荏原機械壟斷,其中應用材料占據了全球70%的市場份額,荏原機械的市占率為25%。國內CMP設備的主要研發生產單位有華海清科和北京爍科精微電子裝備有限公司,其中華海清科是目前國內唯壹實現12英寸系列CMP設備量產銷售的半導體設備供應商,打破了國際廠商的壟斷,******并實現進口替代。

                  1.3.7 清洗

                  清洗是貫穿晶圓制造的重要工藝環節,用于去除晶圓制造中各工藝步驟中可能存在的雜質,避免雜質影響芯片良率和芯片產品性能。目前,隨著芯片制造工藝先進程度的持續提升,對晶圓表面污染物的控制要求不斷提高,每一步光刻、刻蝕、沉積等重復性工序后,都需要一步清洗工序。清洗不僅應用于晶圓制造,在硅片制造和封裝測試過程中也必不可少。

                  在全球清洗設備市場,日本DNS公司占據40%以上的市場份額,此外,TEL、LAM等也在行業占據了較高的市場份額,市場集中度較高。國內的清洗設備領域主要有中科光智、盛美半導體、北方華創、芯源微、至純科技。其中,中科光智主要產品為半導體制造和電子信息領域的微波等離子清洗設備;盛美半導體主要產品為集成電路領域的單片清洗設備;北方華創收購美國半導體設備生產商AkrionSystemsLLC之后主要產品為單片及槽式清洗設備;芯源微產品主要應用于集成電路制造領域的單片式刷洗領域;至純科技具備生產8-12英寸高階單晶圓濕法清洗設備和槽式濕法清洗設備的相關技術。

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