Dunfilmafsetting is om 'n laag film op die hoofsubstraatmateriaal van die halfgeleier te bedek. Hierdie film kan gemaak word van verskeie materiale, soos isolerende saamgestelde silikondioksied, halfgeleier-polisilikon, metaal koper, ens. Die toerusting wat gebruik word vir coating word dunfilm-afsettingstoerusting genoem.
Vanuit die perspektief van die vervaardigingsproses van halfgeleierskyfies is dit in die voorkantproses geleë.
Die dunfilmvoorbereidingsproses kan volgens die filmvormingsmetode in twee kategorieë verdeel word: fisiese dampneerslag (PVD) en chemiese dampneerslag(CVD), waaronder CVD-prosestoerusting verantwoordelik is vir 'n hoër proporsie.
Fisiese dampneerlegging (PVD) verwys na die verdamping van die oppervlak van die materiaalbron en afsetting op die oppervlak van die substraat deur laedrukgas/plasma, insluitend verdamping, sputtering, ioonstraal, ens.;
Chemiese dampneerslag (CVD) verwys na die proses om 'n soliede film op die oppervlak van die silikonwafel neer te sit deur 'n chemiese reaksie van gasmengsel. Volgens die reaksietoestande (druk, voorloper) word dit in atmosferiese druk verdeelCVD(APCVD), lae drukCVD(LPCVD), plasma verbeterde CVD (PECVD), hoëdigtheid plasma CVD (HDPCVD) en atoomlaagneerlegging (ALD).
LPCVD: LPCVD het 'n beter stapbedekkingsvermoë, goeie samestelling en struktuurbeheer, hoë neerslagtempo en uitset, en verminder die bron van deeltjiebesoedeling aansienlik. Om op verwarmingstoerusting as 'n hittebron te vertrou om die reaksie te handhaaf, is temperatuurbeheer en gasdruk baie belangrik. Word wyd gebruik in die Poly-laag-vervaardiging van TopCon-selle.
PECVD: PECVD maak staat op die plasma wat deur radiofrekwensie-induksie gegenereer word om lae temperatuur (minder as 450 grade) van die dunfilmafsettingsproses te bereik. Lae temperatuur afsetting is die belangrikste voordeel daarvan, waardeur energie bespaar word, koste verlaag word, produksiekapasiteit verhoog word en die leeftydverval van minderheidsdraers in silikonwafels wat deur hoë temperatuur veroorsaak word, verminder word. Dit kan toegepas word op die prosesse van verskeie selle soos PERC, TOPCON en HJT.
ALD: Goeie film-uniformiteit, dig en sonder gate, goeie stapbedekkingseienskappe, kan by lae temperatuur (kamertemperatuur-400 ℃) uitgevoer word, kan die filmdikte eenvoudig en akkuraat beheer, is wyd van toepassing op substrate van verskillende vorms, en hoef nie die eenvormigheid van die reaktantvloei te beheer nie. Maar die nadeel is dat die filmvormingspoed stadig is. Soos die sinksulfied (ZnS)-liguitstralende laag wat gebruik word om nano-gestruktureerde isolators (Al2O3/TiO2) en dun-film elektroluminescerende skerms (TFEL) te vervaardig.
Atoomlaagafsetting (ALD) is 'n vakuumbedekkingsproses wat laag vir laag 'n dun film op die oppervlak van 'n substraat vorm in die vorm van 'n enkele atoomlaag. Reeds in 1974 het die Finse materiaalfisikus Tuomo Suntola hierdie tegnologie ontwikkel en die 1 miljoen euro Millennium Tegnologie-toekenning gewen. ALD-tegnologie is oorspronklik gebruik vir plat-paneel elektroluminescerende skerms, maar dit is nie algemeen gebruik nie. Dit was eers aan die begin van die 21ste eeu dat ALD-tegnologie deur die halfgeleierbedryf aangeneem is. Deur ultradun hoë-diëlektriese materiale te vervaardig om tradisionele silikonoksied te vervang, het dit die lekstroomprobleem suksesvol opgelos wat veroorsaak is deur die vermindering van lynwydte van veldeffektransistors, wat Moore se wet aangespoor het om verder te ontwikkel na kleiner lynwydtes. Dr. Tuomo Suntola het eenkeer gesê dat ALD die integrasiedigtheid van komponente aansienlik kan verhoog.
Openbare data toon dat ALD-tegnologie in 1974 deur Dr. Tuomo Suntola van PICOSUN in Finland uitgevind is en in die buiteland geïndustrialiseer is, soos die hoë diëlektriese film in die 45/32 nanometer-skyfie wat deur Intel ontwikkel is. In China het my land ALD-tegnologie meer as 30 jaar later as die buiteland bekend gestel. In Oktober 2010 het PICOSUN in Finland en Fudan Universiteit die eerste plaaslike ALD akademiese uitruilvergadering aangebied, wat ALD-tegnologie vir die eerste keer aan China bekendgestel het.
In vergelyking met tradisionele chemiese dampneerslag (CVD) en fisiese dampneerslag (PVD), die voordele van ALD is uitstekende driedimensionele konformaliteit, groot-area film eenvormigheid, en presiese dikte beheer, wat geskik is vir die groei van ultra-dun films op komplekse oppervlak vorms en hoë aspek verhouding strukture.
—Databron: Mikro-nano-verwerkingsplatform van Tsinghua Universiteit—
In die post-Moore-era is die kompleksiteit en prosesvolume van wafer-vervaardiging aansienlik verbeter. Neem logiese skyfies as 'n voorbeeld, met die toename in die aantal produksielyne met prosesse onder 45nm, veral die produksielyne met prosesse van 28nm en onder, is die vereistes vir laagdikte en presisiebeheer hoër. Na die bekendstelling van meervoudige blootstelling tegnologie, het die aantal ALD proses stappe en toerusting wat benodig word aansienlik toegeneem; op die gebied van geheueskyfies het die hoofstroom-vervaardigingsproses van 2D NAND na 3D NAND-struktuur ontwikkel, die aantal interne lae het aanhou toeneem, en die komponente het geleidelik hoëdigtheid, hoë aspekverhoudingstrukture aangebied, en die belangrike rol van ALD het begin na vore kom. Uit die perspektief van die toekomstige ontwikkeling van halfgeleiers, sal ALD-tegnologie 'n toenemend belangrike rol speel in die post-Moore-era.
ALD is byvoorbeeld die enigste afsettingstegnologie wat kan voldoen aan die vereistes vir dekking en filmprestasie van komplekse 3D-gestapelde strukture (soos 3D-NAND). Dit kan duidelik gesien word in die figuur hieronder. Die film wat in CVD A (blou) neergelê is, bedek nie die onderste deel van die struktuur heeltemal nie; selfs al word sekere prosesaanpassings aan CVD (CVD B) gemaak om dekking te verkry, is die filmprestasie en chemiese samestelling van die onderste area baie swak (wit area in die figuur); daarteenoor toon die gebruik van ALD-tegnologie volledige filmdekking, en hoë kwaliteit en eenvormige filmeienskappe word in alle areas van die struktuur bereik.
—-Beeldvoordele van ALD-tegnologie in vergelyking met CVD (Bron: ASM) —-
Alhoewel CVD steeds die grootste markaandeel op kort termyn beklee, het ALD een van die vinnigste groeiende dele van die wafer-fab-toerustingmark geword. In hierdie ALD-mark met groot groeipotensiaal en 'n sleutelrol in skyfievervaardiging, is ASM 'n toonaangewende maatskappy op die gebied van ALD-toerusting.
Postyd: Jun-12-2024