পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন হল সেমিকন্ডাক্টরের প্রধান সাবস্ট্রেট উপাদানের উপর ফিল্মের একটি স্তর আবরণ করা। এই ফিল্মটি বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, যেমন ইনসুলেটিং যৌগ সিলিকন ডাই অক্সাইড, সেমিকন্ডাক্টর পলিসিলিকন, মেটাল কপার ইত্যাদি। আবরণের জন্য ব্যবহৃত যন্ত্রপাতিকে বলা হয় পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন ইকুইপমেন্ট।
সেমিকন্ডাক্টর চিপ উত্পাদন প্রক্রিয়ার দৃষ্টিকোণ থেকে, এটি ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়ার মধ্যে অবস্থিত।
পাতলা ফিল্ম তৈরির প্রক্রিয়াটিকে তার ফিল্ম গঠনের পদ্ধতি অনুসারে দুটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: শারীরিক বাষ্প জমা (PVD) এবং রাসায়নিক বাষ্প জমা(সিভিডি), যার মধ্যে CVD প্রক্রিয়া সরঞ্জাম একটি উচ্চ অনুপাত জন্য অ্যাকাউন্ট.
ভৌত বাষ্প জমা (PVD) বলতে উপাদানের উৎসের পৃষ্ঠের বাষ্পীকরণ এবং নিম্ন-চাপের গ্যাস/প্লাজমার মাধ্যমে বাষ্পীভবন, স্পুটারিং, আয়ন রশ্মি ইত্যাদির মাধ্যমে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে জমা হওয়াকে বোঝায়;
রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি) গ্যাস মিশ্রণের রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠে একটি কঠিন ফিল্ম জমা করার প্রক্রিয়াকে বোঝায়। প্রতিক্রিয়া অবস্থার (চাপ, অগ্রদূত) অনুযায়ী, এটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বিভক্তসিভিডি(APCVD), নিম্নচাপসিভিডি(LPCVD), প্লাজমা বর্ধিত CVD (PECVD), উচ্চ ঘনত্বের প্লাজমা CVD (HDPCVD) এবং পারমাণবিক স্তর জমা (ALD)।
LPCVD: LPCVD এর আরও ভাল ধাপ কভারেজ ক্ষমতা, ভাল রচনা এবং কাঠামো নিয়ন্ত্রণ, উচ্চ জমার হার এবং আউটপুট রয়েছে এবং কণা দূষণের উত্সকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। প্রতিক্রিয়া, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ এবং গ্যাসের চাপ বজায় রাখার জন্য তাপের উত্স হিসাবে গরম করার সরঞ্জামগুলির উপর নির্ভর করা খুব গুরুত্বপূর্ণ। টপকন সেলগুলির পলি লেয়ার তৈরিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
PECVD: PECVD পাতলা ফিল্ম জমার প্রক্রিয়ার নিম্ন তাপমাত্রা (450 ডিগ্রির কম) অর্জন করতে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি আনয়ন দ্বারা উত্পন্ন প্লাজমার উপর নির্ভর করে। নিম্ন তাপমাত্রা জমা হল এর প্রধান সুবিধা, যার ফলে শক্তি সঞ্চয় করা, খরচ কমানো, উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধি করা এবং উচ্চ তাপমাত্রার কারণে সিলিকন ওয়েফারে সংখ্যালঘু বাহকের জীবনকালের ক্ষয় হ্রাস করা। এটি PERC, TOPCON, এবং HJT এর মতো বিভিন্ন কোষের প্রক্রিয়াগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
ALD: ভাল ফিল্ম অভিন্নতা, ঘন এবং গর্ত ছাড়া, ভাল ধাপ কভারেজ বৈশিষ্ট্য, কম তাপমাত্রায় (রুম তাপমাত্রা -400℃) বাহিত হতে পারে, সহজভাবে এবং সঠিকভাবে ফিল্ম বেধ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, বিভিন্ন আকারের স্তরগুলির জন্য ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য, এবং বিক্রিয়ক প্রবাহের অভিন্নতা নিয়ন্ত্রণ করার প্রয়োজন নেই। কিন্তু অসুবিধা হল ফিল্ম গঠনের গতি ধীর। যেমন জিঙ্ক সালফাইড (ZnS) আলো-নিঃসরণকারী স্তর যা ন্যানোস্ট্রাকচার্ড ইনসুলেটর (Al2O3/TiO2) এবং পাতলা-ফিল্ম ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট ডিসপ্লে (TFEL) তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
পারমাণবিক স্তর জমা (ALD) হল একটি ভ্যাকুয়াম আবরণ প্রক্রিয়া যা একটি একক পারমাণবিক স্তরের আকারে স্তর দ্বারা স্তর স্তরের পৃষ্ঠে একটি পাতলা ফিল্ম তৈরি করে। 1974 সালের প্রথম দিকে, ফিনিশ পদার্থের পদার্থবিদ তুওমো সুনটোলা এই প্রযুক্তিটি তৈরি করেছিলেন এবং 1 মিলিয়ন ইউরো মিলেনিয়াম টেকনোলজি পুরস্কার জিতেছিলেন। ALD প্রযুক্তি মূলত ফ্ল্যাট-প্যানেল ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট ডিসপ্লেগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল, তবে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়নি। এটি 21 শতকের শুরু পর্যন্ত অর্ধপরিবাহী শিল্প দ্বারা ALD প্রযুক্তি গ্রহণ করা শুরু হয়নি। প্রথাগত সিলিকন অক্সাইড প্রতিস্থাপন করার জন্য অতি-পাতলা উচ্চ-অস্তরক পদার্থ তৈরি করে, এটি ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের লাইন প্রস্থ হ্রাসের কারণে সৃষ্ট লিকেজ বর্তমান সমস্যাটি সফলভাবে সমাধান করেছে, যা মুরের আইনকে আরও ছোট লাইন প্রস্থের দিকে বিকশিত করতে প্ররোচিত করে। ডঃ তুওমো সানতোলা একবার বলেছিলেন যে ALD উপাদানগুলির একীকরণ ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে।
পাবলিক ডেটা দেখায় যে ALD প্রযুক্তি 1974 সালে ফিনল্যান্ডের PICOSUN-এর ডঃ Tuomo Suntola দ্বারা উদ্ভাবিত হয়েছিল এবং বিদেশে শিল্পায়িত হয়েছে, যেমন ইন্টেল দ্বারা বিকশিত 45/32 ন্যানোমিটার চিপে উচ্চ ডাইলেক্ট্রিক ফিল্ম। চীনে, আমার দেশ বিদেশের তুলনায় 30 বছরেরও বেশি পরে ALD প্রযুক্তি চালু করেছে। অক্টোবর 2010 সালে, ফিনল্যান্ডের PICOSUN এবং ফুদান ইউনিভার্সিটি প্রথম ঘরোয়া ALD একাডেমিক এক্সচেঞ্জ মিটিং আয়োজন করে, প্রথমবারের মতো চীনে ALD প্রযুক্তি প্রবর্তন করে।
ঐতিহ্যগত রাসায়নিক বাষ্প জমার সাথে তুলনা করে (সিভিডি) এবং ভৌত বাষ্প জমা (PVD), ALD-এর সুবিধাগুলি হল চমৎকার ত্রি-মাত্রিক সামঞ্জস্যতা, বৃহৎ-ক্ষেত্রের ফিল্ম অভিন্নতা, এবং সুনির্দিষ্ট বেধ নিয়ন্ত্রণ, যা জটিল পৃষ্ঠের আকার এবং উচ্চ আকৃতির অনুপাতের কাঠামোতে অতি-পাতলা ফিল্ম বাড়ানোর জন্য উপযুক্ত।
—ডেটা সোর্স: সিংহুয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মাইক্রো-ন্যানো প্রসেসিং প্ল্যাটফর্ম—
মুর-পরবর্তী যুগে, ওয়েফার উত্পাদনের জটিলতা এবং প্রক্রিয়ার পরিমাণ ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে। একটি উদাহরণ হিসাবে লজিক চিপস নিলে, 45nm এর নিচে প্রসেস সহ প্রোডাকশন লাইনের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, বিশেষ করে 28nm এবং তার নিচের প্রসেস সহ প্রোডাকশন লাইনের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, আবরণের বেধ এবং নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা বেশি। মাল্টিপল এক্সপোজার প্রযুক্তির প্রবর্তনের পর, ALD প্রক্রিয়ার ধাপ এবং প্রয়োজনীয় সরঞ্জামের সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে; মেমরি চিপগুলির ক্ষেত্রে, মূলধারার উত্পাদন প্রক্রিয়া 2D NAND থেকে 3D NAND কাঠামোতে বিকশিত হয়েছে, অভ্যন্তরীণ স্তরগুলির সংখ্যা ক্রমাগত বৃদ্ধি পেয়েছে এবং উপাদানগুলি ধীরে ধীরে উচ্চ-ঘনত্ব, উচ্চ আকৃতির অনুপাতের কাঠামো উপস্থাপন করেছে এবং গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। ALD এর উত্থান শুরু হয়েছে. সেমিকন্ডাক্টরগুলির ভবিষ্যতের বিকাশের দৃষ্টিকোণ থেকে, ALD প্রযুক্তি মুর-পরবর্তী যুগে ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।
উদাহরণস্বরূপ, ALD হল একমাত্র ডিপোজিশন প্রযুক্তি যা জটিল 3D স্ট্যাক করা কাঠামোর (যেমন 3D-NAND) কভারেজ এবং ফিল্ম কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। নীচের চিত্রে এটি স্পষ্টভাবে দেখা যেতে পারে। সিভিডি এ (নীল) তে জমা হওয়া ফিল্মটি সম্পূর্ণরূপে কাঠামোর নীচের অংশকে আবৃত করে না; এমনকি যদি কভারেজ অর্জনের জন্য CVD (CVD B) তে কিছু প্রক্রিয়া সমন্বয় করা হয়, তবে নীচের অংশের ফিল্মের কর্মক্ষমতা এবং রাসায়নিক গঠন খুবই খারাপ (চিত্রে সাদা এলাকা); বিপরীতে, ALD প্রযুক্তির ব্যবহার সম্পূর্ণ ফিল্ম কভারেজ দেখায়, এবং কাঠামোর সমস্ত ক্ষেত্রে উচ্চ-মানের এবং অভিন্ন ফিল্ম বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করা হয়।
—-সিভিডি (সূত্র: এএসএম)-এর তুলনায় ALD প্রযুক্তির চিত্র সুবিধাসমূহ —-
যদিও CVD এখনও স্বল্পমেয়াদে সবচেয়ে বড় মার্কেট শেয়ার দখল করে আছে, তবে ALD ওয়েফার ফ্যাব ইকুইপমেন্ট মার্কেটের সবচেয়ে দ্রুত বর্ধনশীল অংশ হয়ে উঠেছে। এই ALD বাজারে প্রচুর বৃদ্ধির সম্ভাবনা এবং চিপ তৈরিতে একটি মূল ভূমিকা, ASM হল ALD সরঞ্জামের ক্ষেত্রে একটি নেতৃস্থানীয় কোম্পানি।
পোস্টের সময়: জুন-12-2024