İncə filmin çökməsi yarımkeçiricinin əsas substrat materialına bir film qatını örtməkdir. Bu plyonka müxtəlif materiallardan hazırlana bilər, məsələn, izolyasiya edən birləşmə silisium dioksid, yarımkeçirici polisilikon, metal mis və s. Kaplama üçün istifadə olunan avadanlıq nazik təbəqənin çökmə avadanlığı adlanır.
Yarımkeçirici çip istehsalı prosesi baxımından o, ön hissədə yerləşir.
İncə filmin hazırlanması prosesini film əmələ gətirmə üsuluna görə iki kateqoriyaya bölmək olar: fiziki buxar çökdürmə (PVD) və kimyəvi buxar çökmə.(CVD), bunların arasında CVD proses avadanlığı daha yüksək nisbətə malikdir.
Fiziki buxar çöküntüsü (PVD) material mənbəyinin səthinin buxarlanmasına və aşağı təzyiqli qaz/plazma vasitəsilə, o cümlədən buxarlanma, püskürtmə, ion şüası və s. vasitəsilə substratın səthində çöküntüyə aiddir;
Kimyəvi buxarın çökməsi (CVD) qaz qarışığının kimyəvi reaksiyası vasitəsilə silikon vaflinin səthində bərk təbəqənin çökməsi prosesinə aiddir. Reaksiya şərtlərinə görə (təzyiq, prekursor) atmosfer təzyiqinə bölünürCVD(APCVD), aşağı təzyiqCVD(LPCVD), plazma gücləndirilmiş CVD (PECVD), yüksək sıxlıqlı plazma CVD (HDPCVD) və atom təbəqəsinin çökməsi (ALD).
LPCVD: LPCVD daha yaxşı addım əhatə etmə qabiliyyətinə, yaxşı tərkibə və struktura nəzarətə, yüksək çökmə sürətinə və çıxışa malikdir və hissəciklərin çirklənməsinin mənbəyini xeyli azaldır. Reaksiyanı saxlamaq üçün istilik mənbəyi kimi istilik avadanlığına güvənmək, temperaturun tənzimlənməsi və qaz təzyiqi çox vacibdir. TopCon hüceyrələrinin Poli qat istehsalında geniş istifadə olunur.
PECVD: PECVD nazik təbəqənin çökmə prosesinin aşağı temperaturuna (450 dərəcədən az) nail olmaq üçün radiotezlik induksiyası ilə yaradılan plazmaya əsaslanır. Aşağı temperaturda çökmə onun əsas üstünlüyüdür, beləliklə, enerjiyə qənaət, xərclərin azaldılması, istehsal gücünün artırılması və yüksək temperaturun yaratdığı silikon vaflilərdə azlıq daşıyıcılarının ömrü boyu çürüməsini azaldır. PERC, TOPCON və HJT kimi müxtəlif hüceyrələrin proseslərinə tətbiq oluna bilər.
ALD: Yaxşı film vahidliyi, sıx və deşiksiz, yaxşı addım örtüyü xüsusiyyətləri, aşağı temperaturda (otaq temperaturu-400 ℃) həyata keçirilə bilər, plyonka qalınlığını sadə və dəqiq idarə edə bilər, müxtəlif formalı substratlara geniş şəkildə tətbiq olunur və reaktiv axınının vahidliyinə nəzarət etmək lazım deyil. Lakin dezavantaj odur ki, film əmələ gəlmə sürəti yavaşdır. Nanostrukturlu izolyatorlar (Al2O3/TiO2) və nazik film elektroluminessensiya displeyləri (TFEL) istehsal etmək üçün istifadə edilən sink sulfid (ZnS) işıq yayan təbəqə kimi.
Atom qatının çökməsi (ALD) bir atom təbəqəsi şəklində bir substrat təbəqəsinin səthində nazik bir təbəqə meydana gətirən vakuum örtük prosesidir. Hələ 1974-cü ildə Finlandiyalı material fiziki Tuomo Suntola bu texnologiyanı inkişaf etdirdi və 1 milyon avro dəyərində Minilliyin Texnologiya Mükafatını qazandı. ALD texnologiyası əvvəlcə düz panelli elektroluminesans displeylər üçün istifadə edildi, lakin geniş istifadə olunmadı. Yalnız 21-ci əsrin əvvəllərində ALD texnologiyası yarımkeçirici sənaye tərəfindən qəbul edilməyə başlandı. Ənənəvi silikon oksidi əvəz etmək üçün ultra nazik yüksək dielektrik materiallar istehsal etməklə, sahə effektli tranzistorların xətt eninin azalması nəticəsində yaranan sızma cərəyanı problemini uğurla həll etdi və Mur Qanununu daha kiçik xətt genişliklərinə doğru inkişaf etdirməyə sövq etdi. Doktor Tuomo Suntola bir dəfə ALD-nin komponentlərin inteqrasiya sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə artıra biləcəyini söylədi.
İctimai məlumatlar göstərir ki, ALD texnologiyası 1974-cü ildə Finlandiyada PICOSUN-dan Dr. Tuomo Suntola tərəfindən icad edilib və Intel tərəfindən hazırlanmış 45/32 nanometr çipindəki yüksək dielektrik film kimi xaricdə sənayeləşdirilib. Çində mənim ölkəm ALD texnologiyasını xarici ölkələrdən 30 ildən çox gec təqdim etdi. 2010-cu ilin oktyabr ayında Finlandiyada PICOSUN və Fudan Universitetində ilk dəfə olaraq Çinə ALD texnologiyasını təqdim edən ilk yerli ALD akademik mübadilə toplantısı keçirildi.
Ənənəvi kimyəvi buxar çökmə ilə müqayisədə (CVD) və fiziki buxar çökmə (PVD), ALD-nin üstünlükləri mürəkkəb səth formaları və yüksək aspekt nisbəti strukturlarında ultra nazik filmlərin yetişdirilməsi üçün uyğun olan mükəmməl üçölçülü uyğunluq, geniş sahəli film vahidliyi və dəqiq qalınlığa nəzarətdir.
—Məlumat mənbəyi: Tsinghua Universitetinin mikro-nano emal platforması—
Murdan sonrakı dövrdə vafli istehsalının mürəkkəbliyi və proses həcmi xeyli yaxşılaşdırıldı. Nümunə olaraq məntiq çiplərini götürsək, 45nm-dən aşağı proseslərə malik istehsal xətlərinin, xüsusən də 28nm və daha aşağı proseslərə malik istehsal xətlərinin sayının artması ilə örtük qalınlığına və dəqiqliyə nəzarət tələbləri daha yüksək olur. Çoxsaylı məruz qalma texnologiyasının tətbiqindən sonra ALD proses addımlarının və tələb olunan avadanlıqların sayı əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır; yaddaş çipləri sahəsində əsas istehsal prosesi 2D NAND-dan 3D NAND strukturuna çevrildi, daxili təbəqələrin sayı artmağa davam etdi və komponentlər tədricən yüksək sıxlıqlı, yüksək aspekt nisbətli strukturları təqdim etdi və mühüm rol ALD meydana çıxmağa başlamışdır. Yarımkeçiricilərin gələcək inkişafı nöqteyi-nəzərindən ALD texnologiyası Murdan sonrakı dövrdə getdikcə daha mühüm rol oynayacaqdır.
Məsələn, ALD mürəkkəb 3D yığılmış strukturların (məsələn, 3D-NAND) əhatə dairəsi və film performans tələblərinə cavab verə bilən yeganə çökmə texnologiyasıdır. Bunu aşağıdakı şəkildən aydın görmək olar. CVD A-da (mavi) yatırılan film strukturun aşağı hissəsini tam əhatə etmir; əhatəyə nail olmaq üçün CVD-də (CVD B) bəzi proses düzəlişləri edilsə belə, filmin performansı və alt sahənin kimyəvi tərkibi çox zəifdir (şəkildəki ağ sahə); fərqli olaraq, ALD texnologiyasının istifadəsi tam film örtüyünü göstərir və strukturun bütün sahələrində yüksək keyfiyyətli və vahid film xüsusiyyətləri əldə edilir.
—-Şəkil ALD texnologiyasının CVD ilə müqayisədə üstünlükləri (Mənbə: ASM)—-
CVD qısa müddətdə hələ də ən böyük bazar payını tutsa da, ALD vafli fab avadanlığı bazarının ən sürətlə böyüyən hissələrindən birinə çevrilmişdir. Böyük artım potensialı və çip istehsalında əsas rolu olan bu ALD bazarında ASM ALD avadanlıqları sahəsində aparıcı şirkətdir.
Göndərmə vaxtı: 12 iyun 2024-cü il