Film meheen deposizioa erdieroalearen substratu-material nagusian film geruza bat estaltzea da. Film hau material ezberdinez egin daiteke, hala nola, silizio-dioxido konposatu isolatzailea, polisilizio erdieroalea, kobre metalikoa, etab. Estaldurak egiteko erabiltzen den ekipamendua film mehe deposizio-ekipoa deitzen zaio.
Txip erdieroaleen fabrikazio-prozesuaren ikuspegitik, front-end prozesuan kokatzen da.
Film mehea prestatzeko prozesua bi kategoriatan bana daiteke bere filma eratzeko metodoaren arabera: lurrun-deposizio fisikoa (PVD) eta lurrun-deposizio kimikoa.(CVD), horien artean CVD prozesuko ekipamenduak proportzio handiagoa hartzen du.
Lurrun-deposizio fisikoa (PVD) material-iturriaren gainazalaren lurruntzeari eta substratuaren gainazalean deposizioari egiten zaio erreferentzia, presio baxuko gas/plasmaren bidez, lurrunketa, sputtering, ioi-sorta, etab. barne;
Lurrun-deposizio kimikoa (CVD) siliziozko oblearen gainazalean film solido bat gas-nahastearen erreakzio kimiko baten bidez metatzeko prozesuari egiten dio erreferentzia. Erreakzio baldintzen arabera (presioa, aitzindaria), presio atmosferikoan banatzen daCVD(APCVD), presio baxuaCVD(LPCVD), plasma hobetutako CVD (PECVD), dentsitate handiko plasma CVD (HDPCVD) eta geruza atomikoaren deposizioa (ALD).
LPCVD: LPCVD-k urratsen estaldura-gaitasun hobea du, konposizio eta egitura-kontrol ona, deposizio-tasa eta irteera handia du eta partikulen kutsadura iturria asko murrizten du. Berokuntza-ekipoetan erreakzioa mantentzeko bero-iturri gisa fidatzea, tenperatura kontrolatzea eta gasaren presioa oso garrantzitsuak dira. Oso erabilia TopCon zelulen Poly geruzaren fabrikazioan.
PECVD: PECVD irrati-maiztasunaren indukzioaren bidez sortutako plasman oinarritzen da film mehearen deposizio-prozesuaren tenperatura baxua lortzeko (450 gradu baino gutxiago). Tenperatura baxuko metaketa da bere abantaila nagusia, eta, horrela, energia aurreztea, kostuak murriztea, produkzio-ahalmena handitzea eta tenperatura altuak eragindako silizio-obleetan gutxiengo eramaileen bizitza-denbora murrizten du. Hainbat zelula prozesuetan aplika daiteke, hala nola PERC, TOPCON eta HJT.
ALD: Filmaren uniformetasun ona, trinkoa eta zulorik gabekoa, urratsen estaldura-ezaugarri onak, tenperatura baxuan egin daiteke (gela-tenperatura-400 ℃), filmaren lodiera modu sinplean eta zehatzean kontrolatu daiteke, forma desberdinetako substratuetan oso aplikagarria da eta ez du erreaktibo-fluxuaren uniformetasuna kontrolatu behar. Baina desabantaila filma eratzeko abiadura motela da. Esaterako, isolatzaile nanoegituratuak (Al2O3/TiO2) eta film meheko pantaila elektroluminiszenteak (TFEL) ekoizteko erabiltzen den zink sulfuroa (ZnS) argi-igorleko geruza.
Geruza atomikoaren deposizioa (ALD) hutsean estaltzeko prozesu bat da, substratu baten gainazalean geruzaz geruza gainazalean film mehe bat eratzen duena, geruza atomiko bakar baten moduan. 1974. urtea baino lehen, Tuomo Suntola material-fisikari finlandiarrak teknologia hau garatu zuen eta milioi bat euroko Milurteko Teknologia Saria irabazi zuen. Hasieran ALD teknologia pantaila lauko pantaila elektroluminiszenteetarako erabiltzen zen, baina ez zen oso erabilia. mendearen hasierara arte ez zen erdieroaleen industriak ALD teknologia hartzen. Silizio oxido tradizionala ordezkatzeko material dielektriko altuko ultrameheak fabrikatuz, eremu-efektuko transistoreen lerro-zabaleraren murrizketak eragindako isurketa-korronte arazoa arrakastaz konpondu zuen, Moore-ren legea lerro zabalera txikiagoetara gehiago garatzera bultzatuz. Tuomo Suntola doktoreak behin esan zuen ALDk osagaien integrazio-dentsitatea nabarmen handitu dezakeela.
Datu publikoek erakusten dute PICOSUNeko Tuomo Suntola doktoreak Finlandiako PICOSUNeko ALD teknologia 1974an asmatu zuela eta atzerrian industrializatu egin dela, Intelek garatutako 45/32 nanometroko txiparen film dielektriko altua adibidez. Txinan, nire herrialdeak ALD teknologia sartu zuen atzerriko herrialdeek baino 30 urte baino gehiago geroago. 2010eko urrian, Finlandiako PICOSUNek eta Fudan Unibertsitateak ALD barne-truke akademikoko lehen bilera antolatu zuten, ALD teknologia Txinan lehen aldiz sartuz.
Lurrun-deposizio kimiko tradizionalarekin alderatuta (CVD) eta lurrun-deposizio fisikoa (PVD), ALDren abantailak hiru dimentsioko adostasun bikaina, azalera handiko filmaren uniformetasuna eta lodiera kontrol zehatza dira, film ultrameheak gainazaleko forma konplexuetan eta aspektu-erlazio handiko egituretan hazteko egokiak direnak.
—Datu iturria: Tsinghua Unibertsitateko mikro-nano prozesatzeko plataforma—
Moore osteko garaian, obleen fabrikazioaren konplexutasuna eta prozesu-bolumena asko hobetu dira. Txip logikoak adibide gisa hartuta, 45 nm-tik beherako prozesuak dituzten produkzio-lerroen kopurua handitu denez, batez ere 28 nm-ko eta beheragoko prozesuak dituzten ekoizpen-lerroak, estalduraren lodiera eta doitasun-kontrolaren baldintzak handiagoak dira. Esposizio anitzeko teknologia sartu ondoren, ALD prozesuko urratsen eta beharrezko ekipamenduen kopurua nabarmen handitu da; memoria txipen arloan, fabrikazio-prozesu nagusiak 2D NAND-tik 3D NAND egiturara eboluzionatu du, barne-geruzen kopurua handitzen joan da eta osagaiek pixkanaka-pixkanaka dentsitate handiko, aspektu-erlazio handiko egiturak eta paper garrantzitsua aurkeztu dute. ALD-a sortzen hasi da. Erdieroaleen etorkizuneko garapenaren ikuspegitik, ALD teknologiak gero eta paper garrantzitsuagoa izango du Moore osteko garaian.
Adibidez, ALD 3D pilatutako egitura konplexuen estaldura eta filmaren errendimendu baldintzak bete ditzakeen deposizio-teknologia bakarra da (adibidez, 3D-NAND). Hori argi ikus daiteke beheko irudian. CVD A-n (urdina) metatutako filmak ez du guztiz estaltzen egituraren beheko aldea; CVD-n (CVD B) estaldura lortzeko prozesu-doikuntza batzuk egiten badira ere, filmaren errendimendua eta beheko eremuaren konposizio kimikoa oso eskasak dira (irudian eremu zuria); aitzitik, ALD teknologiaren erabilerak filmaren estaldura osoa erakusten du, eta kalitate handiko filmaren propietate uniformeak lortzen dira egituraren eremu guztietan.
—-Irudia ALD teknologiaren abantailak CVDrekin alderatuta (Iturria: ASM)—-
CVD-k oraindik merkatu kuota handiena hartzen badu ere epe laburrean, ALD obleen ekipamenduen merkatuan hazten ari den zati handienetako bat bihurtu da. Hazkunde potentzial handia eta txirbilaren fabrikazioan funtsezko eginkizuna duen ALD merkatu honetan, ASM enpresa liderra da ALD ekipoen arloan.
Argitalpenaren ordua: 2024-06-12