Ang manipis nga film deposition mao ang pagsul-ob sa usa ka layer sa pelikula sa nag-unang substrate nga materyal sa semiconductor. Kini nga pelikula mahimo nga lain-laing mga materyales, sama sa insulating compound silicon dioxide, semiconductor polysilicon, metal nga tumbaga, ug uban pa.
Gikan sa panglantaw sa proseso sa paghimo sa semiconductor chip, kini nahimutang sa front-end nga proseso.
Ang proseso sa pag-andam sa manipis nga pelikula mahimong bahinon sa duha ka mga kategorya sumala sa pamaagi sa pagporma sa pelikula: physical vapor deposition (PVD) ug chemical vapor deposition(CVD), diin ang mga kagamitan sa proseso sa CVD nag-asoy sa mas taas nga proporsiyon.
Ang pisikal nga alisngaw nga pagdeposito (PVD) nagtumong sa pag-alisngaw sa nawong sa materyal nga tinubdan ug pagdeposito sa ibabaw sa substrate pinaagi sa ubos nga presyur nga gas/plasma, lakip ang evaporation, sputtering, ion beam, ug uban pa;
Deposition sa alisngaw sa kemikal (CVD) nagtumong sa proseso sa pagdeposito sa solidong pelikula sa ibabaw sa silicon wafer pinaagi sa kemikal nga reaksyon sa gas mixture. Sumala sa mga kondisyon sa reaksyon (pressure, precursor), gibahin kini sa presyur sa atmosperaCVD(APCVD), ubos nga presyurCVD(LPCVD), plasma enhanced CVD (PECVD), high density plasma CVD (HDPCVD) ug atomic layer deposition (ALD).
LPCVD: Ang LPCVD adunay mas maayo nga katakus sa pagsakop sa lakang, maayo nga pagkontrol sa komposisyon ug istruktura, taas nga rate sa pagdeposito ug output, ug labi nga nakunhuran ang gigikanan sa polusyon sa partikulo. Ang pagsalig sa mga kagamitan sa pagpainit ingon usa ka gigikanan sa kainit aron mapadayon ang reaksyon, pagkontrol sa temperatura ug presyur sa gas hinungdanon kaayo. Kaylap nga gigamit sa Poly layer manufacturing sa TopCon cells.
PECVD: Ang PECVD nagsalig sa plasma nga namugna pinaagi sa radio frequency induction aron makab-ot ang ubos nga temperatura (ubos sa 450 degrees) sa proseso sa thin film deposition. Ang ubos nga temperatura nga pagdeposito mao ang nag-unang bentaha niini, sa ingon makadaginot sa enerhiya, pagkunhod sa gasto, pagdugang sa kapasidad sa produksiyon, ug pagkunhod sa tibuok kinabuhi nga pagkadunot sa mga minoriya nga carrier sa silicon wafers tungod sa taas nga temperatura. Mahimo kini nga magamit sa mga proseso sa lainlaing mga selula sama sa PERC, TOPCON, ug HJT.
ALD: Maayo nga pagkaparehas sa pelikula, dasok ug walay mga lungag, maayo nga mga kinaiya sa pagsakop sa lakang, mahimong ipahigayon sa ubos nga temperatura (temperatura sa lawak-400 ℃), yano ug tukma nga makontrol ang gibag-on sa pelikula, kaylap nga magamit sa mga substrate nga lain-laing mga porma, ug dili kinahanglan nga kontrolon ang pagkaparehas sa dagan sa reactant. Apan ang disbentaha mao nga hinay ang pagporma sa pelikula. Sama sa zinc sulfide (ZnS) light-emitting layer nga gigamit sa paghimo og nanostructured insulators (Al2O3/TiO2) ug thin-film electroluminescent displays (TFEL).
Atomic layer deposition (ALD) kay usa ka vacuum coating nga proseso nga nagporma ug nipis nga pelikula sa ibabaw sa substrate layer by layer sa porma sa usa ka atomic layer. Sa sayo pa sa 1974, ang Finnish material physicist nga si Tuomo Suntola nagpalambo niini nga teknolohiya ug nakadaog sa 1 milyon nga euro nga Millennium Technology Award. Ang teknolohiya sa ALD orihinal nga gigamit alang sa flat-panel electroluminescent display, apan kini dili kaylap nga gigamit. Hangtud sa pagsugod sa ika-21 nga siglo nga ang teknolohiya sa ALD nagsugod nga gisagop sa industriya sa semiconductor. Pinaagi sa paghimo og ultra-manipis nga high-dielectric nga mga materyales aron ilisan ang tradisyonal nga silicon oxide, kini malampuson nga nasulbad ang leakage kasamtangan nga problema tungod sa pagkunhod sa gilapdon sa linya sa field effect transistors, nga nag-aghat sa Moore's Law nga molambo pa ngadto sa mas gagmay nga mga gilapdon sa linya. Si Dr. Tuomo Suntola sa makausa miingon nga ang ALD makadugang pag-ayo sa integration density sa mga component.
Ang datos sa publiko nagpakita nga ang teknolohiya sa ALD giimbento ni Dr. Tuomo Suntola sa PICOSUN sa Finland niadtong 1974 ug nahimong industriyalisado sa gawas sa nasod, sama sa taas nga dielectric nga pelikula sa 45/32 nanometer chip nga gimugna sa Intel. Sa China, gipaila sa akong nasud ang teknolohiya sa ALD kapin sa 30 ka tuig ang milabay kaysa mga langyaw nga nasud. Niadtong Oktubre 2010, ang PICOSUN sa Finland ug ang Fudan University nag-host sa unang domestic ALD academic exchange meeting, nga nagpaila sa teknolohiya sa ALD ngadto sa China sa unang higayon.
Kon itandi sa tradisyonal nga kemikal nga alisngaw deposition (CVD) ug physical vapor deposition (PVD), ang mga bentaha sa ALD mao ang maayo kaayong three-dimensional conformality, large-area film uniformity, ug tukma nga gibag-on control, nga angayan alang sa nagtubo nga ultra-thin films sa komplikadong surface shapes ug high aspect ratio structures.
—Gigikanan sa datos: Micro-nano processing platform sa Tsinghua University—
Sa panahon sa post-Moore, ang pagkakomplikado ug ang gidaghanon sa proseso sa paghimo sa wafer napauswag pag-ayo. Ang pagkuha sa logic chips isip usa ka pananglitan, uban ang pagtaas sa gidaghanon sa mga linya sa produksyon nga adunay mga proseso sa ubos sa 45nm, ilabi na ang mga linya sa produksyon nga adunay mga proseso sa 28nm ug sa ubos, ang mga kinahanglanon alang sa gibag-on sa coating ug pagkontrol sa katukma mas taas. Human sa pagpaila sa daghang teknolohiya sa pagkaladlad, ang gidaghanon sa mga lakang sa proseso sa ALD ug mga kagamitan nga gikinahanglan miuswag pag-ayo; sa natad sa memory chips, ang mainstream nga proseso sa paghimo nag-uswag gikan sa 2D NAND ngadto sa 3D NAND nga istruktura, ang gidaghanon sa mga internal nga layer nagpadayon sa pagdugang, ug ang mga sangkap anam-anam nga nagpakita sa high-density, taas nga aspect ratio nga mga istruktura, ug ang importante nga papel. sa ALD nagsugod na sa pagtungha. Gikan sa panan-aw sa umaabot nga pag-uswag sa mga semiconductor, ang teknolohiya sa ALD adunay labi ka hinungdanon nga papel sa panahon sa post-Moore.
Pananglitan, ang ALD mao lamang ang teknolohiya sa pagdeposito nga makatubag sa mga kinahanglanon sa coverage ug performance sa pelikula sa mga komplikadong 3D stacked structures (sama sa 3D-NAND). Kini matin-aw nga makita sa hulagway sa ubos. Ang pelikula nga gideposito sa CVD A (asul) dili hingpit nga nagtabon sa ubos nga bahin sa istruktura; bisan kung ang pipila ka mga pagbag-o sa proseso gihimo sa CVD (CVD B) aron makab-ot ang sakup, ang pasundayag sa pelikula ug kemikal nga komposisyon sa ilawom nga lugar dili kaayo (puti nga lugar sa numero); Sa kasukwahi, ang paggamit sa teknolohiya sa ALD nagpakita sa kompleto nga sakup sa pelikula, ug ang taas nga kalidad ug uniporme nga mga kabtangan sa pelikula nakab-ot sa tanan nga mga bahin sa istruktura.
—-Picture Bentaha sa teknolohiya sa ALD kumpara sa CVD (Source: ASM)—-
Bisan kung ang CVD nag-okupar gihapon sa pinakadako nga bahin sa merkado sa mubo nga termino, ang ALD nahimo nga usa sa labing paspas nga pagtubo nga bahin sa merkado sa kagamitan sa wafer fab. Niini nga merkado sa ALD nga adunay daghang potensyal sa pagtubo ug usa ka hinungdanon nga papel sa paghimo sa chip, ang ASM usa ka nanguna nga kompanya sa natad sa kagamitan sa ALD.
Oras sa pag-post: Hun-12-2024