પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન સેમિકન્ડક્ટરની મુખ્ય સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી પર ફિલ્મના સ્તરને કોટ કરવા માટે છે. આ ફિલ્મ વિવિધ સામગ્રીઓમાંથી બની શકે છે, જેમ કે ઇન્સ્યુલેટીંગ કમ્પાઉન્ડ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ, સેમિકન્ડક્ટર પોલિસીલિકોન, મેટલ કોપર, વગેરે. કોટિંગ માટે વપરાતા સાધનોને પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન ઇક્વિપમેન્ટ કહેવામાં આવે છે.
સેમિકન્ડક્ટર ચિપ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, તે ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયામાં સ્થિત છે.
પાતળી ફિલ્મ બનાવવાની પ્રક્રિયાને તેની ફિલ્મ બનાવવાની પદ્ધતિ અનુસાર બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD) અને રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન(CVD), જેમાંથી CVD પ્રક્રિયા સાધનોનું પ્રમાણ વધારે છે.
ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD) એ સામગ્રીના સ્ત્રોતની સપાટીના બાષ્પીભવન અને લો-પ્રેશર ગેસ/પ્લાઝ્મા દ્વારા સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર જમા થવાનો સંદર્ભ આપે છે, જેમાં બાષ્પીભવન, સ્પટરિંગ, આયન બીમ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે;
રાસાયણિક વરાળ જમાવટ (સીવીડી) ગેસ મિશ્રણની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા સિલિકોન વેફરની સપાટી પર નક્કર ફિલ્મ જમા કરવાની પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે. પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ (દબાણ, પૂર્વગામી) અનુસાર, તે વાતાવરણીય દબાણમાં વિભાજિત થાય છેસીવીડી(APCVD), ઓછું દબાણસીવીડી(LPCVD), પ્લાઝ્મા ઉન્નત CVD (PECVD), ઉચ્ચ ઘનતા પ્લાઝ્મા CVD (HDPCVD) અને અણુ સ્તર ડિપોઝિશન (ALD).
LPCVD: LPCVD પાસે વધુ સારી સ્ટેપ કવરેજ ક્ષમતા, સારી રચના અને માળખું નિયંત્રણ, ઉચ્ચ જમા દર અને આઉટપુટ છે અને તે કણોના પ્રદૂષણના સ્ત્રોતને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. પ્રતિક્રિયા જાળવવા માટે ગરમીના સ્ત્રોત તરીકે હીટિંગ સાધનો પર આધાર રાખવો, તાપમાન નિયંત્રણ અને ગેસનું દબાણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ટોપકોન કોષોના પોલી લેયર ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
PECVD: PECVD પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન પ્રક્રિયાના નીચા તાપમાન (450 ડિગ્રી કરતા ઓછું) હાંસલ કરવા માટે રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ઇન્ડક્શન દ્વારા પેદા થતા પ્લાઝમા પર આધાર રાખે છે. નીચું તાપમાન જમા થવું એ તેનો મુખ્ય ફાયદો છે, જેનાથી ઉર્જા બચાવે છે, ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે, ઉત્પાદન ક્ષમતામાં વધારો થાય છે અને ઉચ્ચ તાપમાનને કારણે સિલિકોન વેફર્સમાં લઘુમતી વાહકોના જીવનકાળના સડોને ઘટાડે છે. તે વિવિધ કોષોની પ્રક્રિયાઓ જેમ કે PERC, TOPCON અને HJT પર લાગુ કરી શકાય છે.
ALD: સારી ફિલ્મ એકરૂપતા, ગાઢ અને છિદ્રો વિના, સારી સ્ટેપ કવરેજ લાક્ષણિકતાઓ, નીચા તાપમાને હાથ ધરવામાં આવી શકે છે (રૂમનું તાપમાન -400℃), ફિલ્મની જાડાઈને સરળ અને સચોટ રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે, વિવિધ આકારોના સબસ્ટ્રેટને વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે, અને રિએક્ટન્ટ પ્રવાહની એકરૂપતાને નિયંત્રિત કરવાની જરૂર નથી. પરંતુ ગેરલાભ એ છે કે ફિલ્મ નિર્માણની ગતિ ધીમી છે. જેમ કે ઝીંક સલ્ફાઇડ (ZnS) લાઇટ-એમિટિંગ લેયરનો ઉપયોગ નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ ઇન્સ્યુલેટર (Al2O3/TiO2) અને પાતળી-ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્ટ ડિસ્પ્લે (TFEL) બનાવવા માટે થાય છે.
એટોમિક લેયર ડિપોઝિશન (ALD) એ વેક્યુમ કોટિંગ પ્રક્રિયા છે જે એક અણુ સ્તરના સ્વરૂપમાં સ્તર દ્વારા સબસ્ટ્રેટ સ્તરની સપાટી પર પાતળી ફિલ્મ બનાવે છે. 1974 ની શરૂઆતમાં, ફિનિશ સામગ્રી ભૌતિકશાસ્ત્રી તુઓમો સુંટોલાએ આ ટેક્નોલોજી વિકસાવી અને 1 મિલિયન યુરોનો મિલેનિયમ ટેક્નોલોજી એવોર્ડ જીત્યો. ALD ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ મૂળરૂપે ફ્લેટ-પેનલ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ ડિસ્પ્લે માટે કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો ન હતો. 21મી સદીની શરૂઆત સુધી એએલડી ટેક્નોલોજી સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ દ્વારા અપનાવવામાં આવી ન હતી. પરંપરાગત સિલિકોન ઓક્સાઇડને બદલવા માટે અતિ-પાતળા ઉચ્ચ-ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરીને, તેણે ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની લાઇનની પહોળાઈમાં ઘટાડો થવાને કારણે થતી લિકેજ વર્તમાન સમસ્યાને સફળતાપૂર્વક હલ કરી, મૂરના કાયદાને નાની લાઇનની પહોળાઈ તરફ આગળ વધવા માટે પ્રોત્સાહિત કર્યા. ડો. તુઓમો સુન્તોલાએ એકવાર કહ્યું હતું કે ALD ઘટકોની એકીકરણ ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે.
જાહેર ડેટા દર્શાવે છે કે ALD ટેક્નોલોજીની શોધ 1974માં ફિનલેન્ડમાં PICOSUN ના ડૉ. તુઓમો સુન્તોલા દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને તે વિદેશમાં ઔદ્યોગિકીકરણ કરવામાં આવી છે, જેમ કે ઇન્ટેલ દ્વારા વિકસિત 45/32 નેનોમીટર ચિપમાં હાઇ ડાઇલેક્ટ્રિક ફિલ્મ. ચીનમાં, મારા દેશે વિદેશી દેશો કરતાં 30 વર્ષ કરતાં વધુ સમય પછી ALD ટેકનોલોજી રજૂ કરી. ઑક્ટોબર 2010માં, ફિનલેન્ડમાં PICOSUN અને ફુડાન યુનિવર્સિટીએ પ્રથમ સ્થાનિક ALD શૈક્ષણિક વિનિમય બેઠકનું આયોજન કર્યું હતું, જેમાં પ્રથમ વખત ચીનમાં ALD ટેકનોલોજીનો પરિચય થયો હતો.
પરંપરાગત રાસાયણિક બાષ્પ જમાવટ સાથે સરખામણી (સીવીડી) અને ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD), ALD ના ફાયદા ઉત્તમ ત્રિ-પરિમાણીય સુસંગતતા, વિશાળ-ક્ષેત્રની ફિલ્મ એકરૂપતા અને ચોક્કસ જાડાઈ નિયંત્રણ છે, જે જટિલ સપાટીના આકાર અને ઉચ્ચ પાસા ગુણોત્તર માળખાં પર અતિ-પાતળી ફિલ્મો ઉગાડવા માટે યોગ્ય છે.
-ડેટા સ્ત્રોત: સિંઘુઆ યુનિવર્સિટીનું માઇક્રો-નેનો પ્રોસેસિંગ પ્લેટફોર્મ-
મૂર પછીના યુગમાં, વેફર ઉત્પાદનની જટિલતા અને પ્રક્રિયાના જથ્થામાં ઘણો સુધારો થયો છે. લોજિક ચિપ્સને ઉદાહરણ તરીકે લઈએ તો, 45nm ની નીચેની પ્રક્રિયાઓ, ખાસ કરીને 28nm અને નીચેની પ્રક્રિયાઓ સાથે ઉત્પાદન રેખાઓની સંખ્યામાં વધારા સાથે, કોટિંગની જાડાઈ અને ચોકસાઇ નિયંત્રણ માટેની જરૂરિયાતો વધારે છે. બહુવિધ એક્સપોઝર ટેક્નોલોજીની રજૂઆત પછી, ALD પ્રક્રિયાના પગલાં અને જરૂરી સાધનોની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે; મેમરી ચિપ્સના ક્ષેત્રમાં, મુખ્ય પ્રવાહની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા 2D NAND થી 3D NAND સ્ટ્રક્ચરમાં વિકસિત થઈ છે, આંતરિક સ્તરોની સંખ્યામાં સતત વધારો થતો રહ્યો છે, અને ઘટકોએ ધીમે ધીમે ઉચ્ચ ઘનતા, ઉચ્ચ પાસા ગુણોત્તર રચનાઓ રજૂ કરી છે અને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી છે. ALD ની શરૂઆત થઈ છે. સેમિકન્ડક્ટર્સના ભાવિ વિકાસના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, ALD ટેક્નોલોજી મૂર પછીના યુગમાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે.
ઉદાહરણ તરીકે, ALD એ એકમાત્ર ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજી છે જે જટિલ 3D સ્ટેક્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ (જેમ કે 3D-NAND) ના કવરેજ અને ફિલ્મ પ્રદર્શન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. આ નીચેની આકૃતિમાં આબેહૂબ રીતે જોઈ શકાય છે. CVD A (વાદળી) માં જમા થયેલ ફિલ્મ બંધારણના નીચેના ભાગને સંપૂર્ણપણે આવરી લેતી નથી; જો કવરેજ હાંસલ કરવા માટે CVD (CVD B) માં અમુક પ્રક્રિયા ગોઠવણો કરવામાં આવે તો પણ, ફિલ્મનું પ્રદર્શન અને નીચેના વિસ્તારની રાસાયણિક રચના ખૂબ નબળી છે (આકૃતિમાં સફેદ વિસ્તાર); તેનાથી વિપરીત, ALD ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ સંપૂર્ણ ફિલ્મ કવરેજ દર્શાવે છે, અને બંધારણના તમામ ક્ષેત્રોમાં ઉચ્ચ-ગુણવત્તા અને સમાન ફિલ્મ ગુણધર્મો પ્રાપ્ત થાય છે.
—-સીવીડી (સ્રોત: ASM) ની તુલનામાં ALD ટેક્નોલોજીના ચિત્ર લાભો —-
જોકે CVD હજુ પણ ટૂંકા ગાળામાં સૌથી મોટો બજાર હિસ્સો ધરાવે છે, ALD વેફર ફેબ ઇક્વિપમેન્ટ માર્કેટના સૌથી ઝડપથી વિકસતા ભાગોમાંનું એક બની ગયું છે. આ ALD માર્કેટમાં મોટી વૃદ્ધિની સંભાવના અને ચિપ ઉત્પાદનમાં મુખ્ય ભૂમિકા સાથે, ASM એ ALD સાધનોના ક્ષેત્રમાં અગ્રણી કંપની છે.
પોસ્ટનો સમય: જૂન-12-2024