A deposizione di film sottile hè di rivesti una strata di film nantu à u materiale di sustrato principale di u semiconductor. Stu film pò esse fattu di diversi materiali, cum'è diossidu di siliciu compostu insulating, polysilicon semiconductor, cobre di metallu, etc. L'equipaggiu utilizatu per u revestimentu hè chjamatu equipamentu di depositu di film magre.
Da a perspettiva di u prucessu di fabricazione di chip semiconductor, hè situatu in u prucessu di front-end.
U prucessu di preparazione di film sottile pò esse divisu in duie categurie secondu u so metudu di furmazione di film: deposizione fisica di vapore (PVD) è depositu di vapore chimicu.(CVD), trà quale l'equipaggiu di prucessu CVD conta per una proporzione più altu.
A deposizione fisica di vapore (PVD) si riferisce à a vaporizzazione di a superficia di a fonte di materiale è a deposizione nantu à a superficia di u sustrato per mezu di gas / plasma à bassa pressione, cumprese l'evaporazione, sputtering, fasciu di ioni, etc.;
depositu di vapore chimicu (CVD) si riferisce à u prucessu di dipositu un film solidu nantu à a superficia di l'oblea di siliciu attraversu una reazione chimica di una mistura di gas. Sicondu e cundizioni di reazione (pressione, precursore), hè divisu in pressione atmosfericaCVD(APCVD), bassa pressioneCVD(LPCVD), CVD amplificato da plasma (PECVD), CVD plasma ad alta densità (HDPCVD) e deposizione di strati atomici (ALD).
LPCVD: LPCVD hà una megliu capacità di copertura di u passu, una bona cumpusizioni è un cuntrollu di struttura, un altu tassu di depositu è un output, è riduce assai a fonte di a contaminazione di particella. A basa di l'equipaggiu di riscaldamentu cum'è una fonte di calore per mantene a reazione, u cuntrollu di a temperatura è a pressione di gas sò assai impurtanti. Ampiamente utilizatu in a fabricazione di strati Poly di cellule TopCon.
PECVD: PECVD s'appoghja nantu à u plasma generatu da l'induzione di radiofrequenza per ottene una temperatura bassa (menu di 450 gradi) di u prucessu di deposizione di film sottile. A deposizione di bassa temperatura hè u so vantaghju principale, risparmiendu cusì energia, riducendu i costi, aumentendu a capacità di produzzione, è riducendu a decadenza di a vita di i trasportatori minoritari in wafers di siliciu causatu da alta temperatura. Pò esse appiicata à i prucessi di diverse cellule cum'è PERC, TOPCON è HJT.
ALD: Una bona uniformità di film, densu è senza buchi, boni caratteristiche di copertura di u passu, pò esse realizatu à bassa temperatura (temperatura di l'ambienti-400 ℃), pò cuntrullà in modu simplice è precisu u spessore di film, hè largamente applicabile à sustrati di diverse forme, è ùn hà micca bisognu di cuntrullà l'uniformità di u flussu di reactant. Ma u svantaghju hè chì a velocità di furmazione di film hè lenta. Cum'è a strata di sulfuru di zincu (ZnS) chì emette luce utilizata per pruduce insulatori nanostrutturati (Al2O3 / TiO2) è display elettroluminescenti di film sottile (TFEL).
A deposizione di a strata atomica (ALD) hè un prucessu di revestimentu di vacuum chì forma una film fina nantu à a superficia di una strata di sustrato per strata in forma di una sola capa atomica. Già in u 1974, u fisicu materiale finlandese Tuomo Suntola hà sviluppatu sta tecnulugia è vincìu u Millennium Technology Award 1 milione d'euro. A tecnulugia ALD era urigginariamente aduprata per i display elettroluminescenti flat-panel, ma ùn era micca largamente usata. Ùn era finu à u principiu di u 21u seculu chì a tecnulugia ALD hà cuminciatu à esse aduttatu da l'industria di i semiconduttori. Producendu materiali ultra-sottili ad alta dielettrica per rimpiazzà l'ossidu di siliciu tradiziunale, hà risoltu cù successu u prublema di corrente di fuga causata da a riduzzione di a larghezza di a linea di i transistori à effettu di u campu, inducendu a Legge di Moore à sviluppà ulteriormente versu larghezze di linea più chjuche. Dr Tuomo Suntola hà dettu una volta chì ALD pò aumentà significativamente a densità di integrazione di cumpunenti.
I dati publichi mostra chì a tecnulugia ALD hè stata inventata da u duttore Tuomo Suntola di PICOSUN in Finlandia in u 1974 è hè stata industrializata in l'esteru, cum'è a film d'alta dielettrica in u chip 45/32 nanometru sviluppatu da Intel. In Cina, u mo paese hà introduttu a tecnulugia ALD più di 30 anni dopu à i paesi stranieri. In uttrovi 2010, PICOSUN in Finlandia è Fudan University hà accoltu a prima riunione di scambiu accademicu domesticu ALD, introducendu a tecnulugia ALD in Cina per a prima volta.
Comparatu cù a deposizione di vapore chimica tradiziunale (CVD) è a deposizione fisica di vapore (PVD), i vantaghji di ALD sò eccellenti cunfurmità tridimensionale, uniformità di film di grande area, è cuntrollu di spessore precisu, chì sò adattati per a crescita di film ultra-sottili nantu à forme di superfici cumplessi è strutture di rapportu d'aspettu elevatu.
-Fonte di dati: piattaforma di trasfurmazioni micro-nano di l'Università Tsinghua-
In l'era post-Moore, a cumplessità è u voluminu di prucessu di a fabricazione di wafer sò stati assai migliurati. Pigliendu chips di logica cum'è un esempiu, cù l'aumentu di u numeru di linee di produzzione cù prucessi sottu à 45nm, in particulare e linee di produzzione cù prucessi di 28nm è sottu, i requisiti per u spessore di u revestimentu è u cuntrollu di precisione sò più alti. Dopu l'intruduzioni di a tecnulugia di esposizione multipla, u numeru di passi di prucessu ALD è l'equipaggiu necessariu anu aumentatu significativamente; in u campu di chips di memoria, u prucessu di fabricazione mainstream hà evolutu da a struttura 2D NAND à a struttura 3D NAND, u numeru di strati internu hà cuntinuatu à aumentà, è i cumpunenti anu presentatu gradualmente strutture d'alta densità, altu rapportu d'aspettu, è u rolu impurtante. di ALD hà cuminciatu à emerge. Da a perspettiva di u sviluppu futuru di semiconduttori, a tecnulugia ALD hà da ghjucà un rolu sempre più impurtante in l'era post-Moore.
Per esempiu, ALD hè l'unica tecnulugia di depositu chì pò risponde à i requisiti di copertura è di rendiment di film di strutture cumplessi 3D stacked (cum'è 3D-NAND). Questu pò esse vistu vivamente in a figura sottu. U film dipositu in CVD A (blu) ùn copre micca cumplettamente a parte inferiore di a struttura; ancu s'è certi aggiustamenti di prucessu sò fatti à CVD (CVD B) per ottene una cobertura, u rendiment di film è a cumpusizioni chimica di a zona di fondu sò assai poveri (zona bianca in a figura); in cuntrastu, l'usu di a tecnulugia ALD mostra una copertura di film cumpleta, è proprietà di film d'alta qualità è uniformi sò ottenuti in tutti i spazii di a struttura.
--Picture Vantaghji di a tecnulugia ALD cumparatu à CVD (Fonte: ASM) --
Ancu s'ellu CVD occupa sempre a più grande parte di u mercatu in u cortu termini, ALD hè diventata una di e parte di più rapida crescita di u mercatu di l'equipaggiu di wafer fab. In questu mercatu ALD cù un grande potenziale di crescita è un rolu chjave in a fabricazione di chip, ASM hè una sucietà leader in u campu di l'equipaggiu ALD.
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