A unidade em semicondutor: Angstrom

O que é Angstrom:

Angstrom (símbolo: Å) é uma unidade de comprimento muito pequena, usada principalmente para descrever a escala de fenômenos microscópicos, como as distâncias entre átomos e moléculas ou a espessura de filmes finos na fabricação de wafers. Um angstrom é igual a \(10^{-10}\) metros, o que equivale a 0,1 nanômetros (nm).

Para ilustrar este conceito de forma mais intuitiva, considere a seguinte analogia: O diâmetro de um fio de cabelo humano é de aproximadamente 70.000 nanômetros, o que se traduz em 700.000 Å. Se imaginarmos 1 metro como o diâmetro da Terra, então 1 Å se compara ao diâmetro de um pequeno grão de areia na superfície da Terra.

Na fabricação de circuitos integrados, o angstrom é particularmente útil porque fornece uma maneira precisa e conveniente de descrever a espessura de camadas de filme extremamente finas, como óxido de silício, nitreto de silício e camadas dopadas. Com o avanço da tecnologia de processo de semicondutores, a capacidade de controlar a espessura atingiu o nível das camadas atômicas individuais, tornando o angstrom uma unidade indispensável na área.

Na fabricação de circuitos integrados, o uso de angstroms é extenso e crucial. Esta medição desempenha um papel significativo em processos-chave, como deposição de filmes finos, gravação e implantação iônica. Abaixo estão vários cenários típicos:

1. Controle de espessura de filme fino

Materiais de película fina, como óxido de silício (SiO₂) e nitreto de silício (Si₃N₄), são comumente usados ​​como camadas isolantes, camadas de máscara ou camadas dielétricas na fabricação de semicondutores. A espessura destes filmes tem um impacto vital no desempenho do dispositivo.  

Por exemplo, a camada de óxido de porta de um MOSFET (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico) tem normalmente alguns nanômetros ou mesmo alguns angstroms de espessura. Se a camada for muito espessa, poderá prejudicar o desempenho do dispositivo; se for muito fino, pode causar quebra. As tecnologias de deposição química de vapor (CVD) e deposição de camada atômica (ALD) permitem a deposição de filmes finos com precisão de nível angstrom, garantindo que a espessura atenda aos requisitos do projeto.

2. Controle de Dopagem  

Na tecnologia de implantação iônica, a profundidade de penetração e a dose dos íons implantados afetam significativamente o desempenho do dispositivo semicondutor. Angstroms são freqüentemente usados ​​para descrever a distribuição da profundidade de implantação. Por exemplo, em processos de junção rasos, a profundidade de implantação pode ser tão pequena quanto dezenas de angstroms.

3. Precisão de gravação

Na gravação a seco, o controle preciso da taxa de gravação e do tempo de parada até o nível de angstrom é essencial para evitar danos ao material subjacente. Por exemplo, durante a gravação da porta de um transistor, a gravação excessiva pode resultar na degradação do desempenho.

4. Tecnologia de Deposição de Camada Atômica (ALD)

ALD é uma técnica que permite a deposição de materiais em uma camada atômica por vez, com cada ciclo formando normalmente uma espessura de filme de apenas 0,5 a 1 Å. Esta tecnologia é particularmente benéfica para a construção de filmes ultrafinos, como dielétricos de porta usados ​​com materiais de alta constante dielétrica (High-K).

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