Նիհար թաղանթի նստվածքը կիսահաղորդչի հիմնական ենթաշերտի նյութի վրա թաղանթի շերտ է ծածկում: Այս թաղանթը կարող է պատրաստվել տարբեր նյութերից, ինչպիսիք են մեկուսիչ միացությունը սիլիցիումի երկօքսիդից, կիսահաղորդչային պոլիսիլիկոնից, մետաղական պղնձից և այլն: Ծածկույթի համար օգտագործվող սարքավորումները կոչվում են բարակ թաղանթների նստեցման սարքավորում:
Կիսահաղորդչային չիպերի արտադրության գործընթացի տեսանկյունից այն գտնվում է ճակատային գործընթացում:
Բարակ թաղանթի պատրաստման գործընթացը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ ըստ թաղանթի ձևավորման մեթոդի՝ ֆիզիկական գոլորշիների նստեցում (PVD) և քիմիական գոլորշիների նստեցում։(CVD), որոնց մեջ CVD գործընթացի սարքավորումներն ավելի մեծ մասնաբաժին են կազմում:
Ֆիզիկական գոլորշիների նստեցումը (PVD) վերաբերում է նյութի աղբյուրի մակերեսի գոլորշիացմանը և ցածր ճնշման գազի/պլազմայի միջոցով ենթաշերտի մակերեսին նստեցմանը, ներառյալ գոլորշիացումը, ցրումը, իոնային ճառագայթը և այլն։
Քիմիական գոլորշիների նստեցում (CVD) վերաբերում է գազային խառնուրդի քիմիական ռեակցիայի միջոցով սիլիցիումային վաֆլի մակերեսի վրա պինդ թաղանթ տեղադրելու գործընթացին։ Ըստ ռեակցիայի պայմանների (ճնշում, պրեկուրսոր) այն բաժանվում է մթնոլորտային ճնշմանCVD(APCVD), ցածր ճնշումCVD(LPCVD), պլազմայի ուժեղացված CVD (PECVD), բարձր խտության պլազմայի CVD (HDPCVD) և ատոմային շերտի նստեցում (ALD):
LPCVD. LPCVD-ն ունի ավելի լավ քայլերի ծածկման հնարավորություն, լավ կազմի և կառուցվածքի վերահսկում, նստվածքի բարձր արագություն և արդյունք, և մեծապես նվազեցնում է մասնիկների աղտոտման աղբյուրը: Հենվելով ջեռուցման սարքավորումների վրա՝ որպես ջերմության աղբյուր՝ ռեակցիան պահպանելու համար, ջերմաստիճանի վերահսկումը և գազի ճնշումը շատ կարևոր են: Լայնորեն օգտագործվում է TopCon բջիջների Poly շերտի արտադրության մեջ:
PECVD: PECVD-ն հենվում է ռադիոհաճախականության ինդուկցիայի միջոցով առաջացած պլազմայի վրա՝ բարակ թաղանթի նստեցման գործընթացի ցածր ջերմաստիճանի (450 աստիճանից պակաս) հասնելու համար: Ցածր ջերմաստիճանի նստեցումը դրա հիմնական առավելությունն է, դրանով իսկ խնայելով էներգիան, նվազեցնելով ծախսերը, մեծացնելով արտադրական հզորությունը և նվազեցնելով սիլիկոնային վաֆլիների փոքրամասնության կրիչների կյանքի քայքայումը բարձր ջերմաստիճանի պատճառով: Այն կարող է կիրառվել տարբեր բջիջների գործընթացներում, ինչպիսիք են PERC, TOPCON և HJT:
ALD: Լավ թաղանթային միատեսակություն, խիտ և առանց անցքերի, աստիճանների ծածկույթի լավ բնութագրեր, կարող է իրականացվել ցածր ջերմաստիճանում (սենյակային ջերմաստիճան-400℃), կարող է պարզապես և ճշգրիտ վերահսկել թաղանթի հաստությունը, լայնորեն կիրառելի է տարբեր ձևերի ենթաշերտերի համար և կարիք չունի վերահսկելու ռեակտիվների հոսքի միատեսակությունը: Բայց թերությունն այն է, որ ֆիլմի ձևավորման արագությունը դանդաղ է: Օրինակ՝ ցինկի սուլֆիդի (ZnS) լուսարձակող շերտը, որն օգտագործվում է նանոկառուցվածքային մեկուսիչներ (Al2O3/TiO2) և բարակ թաղանթով էլեկտրալյումինեսցենտային էկրաններ (TFEL) արտադրելու համար։
Ատոմային շերտի նստեցումը (ALD) վակուումային ծածկույթի գործընթաց է, որը բարակ թաղանթ է ձևավորում ենթաշերտի մակերեսի վրա շերտ առ շերտ մեկ ատոմային շերտի տեսքով: Արդեն 1974 թվականին ֆինն նյութաֆիզիկոս Թուոմո Սունտոլան մշակեց այս տեխնոլոգիան և շահեց 1 միլիոն եվրոյի Հազարամյակի տեխնոլոգիական մրցանակը: ALD տեխնոլոգիան ի սկզբանե օգտագործվել է հարթ վահանակով էլեկտրալյումինեսցենտ էկրանների համար, սակայն այն լայնորեն չի կիրառվել: Միայն 21-րդ դարի սկզբին ALD տեխնոլոգիան սկսեց կիրառվել կիսահաղորդչային արդյունաբերության կողմից: Ավանդական սիլիցիումի օքսիդին փոխարինելու համար գերբարակ բարձր դիէլեկտրիկ նյութեր արտադրելով՝ այն հաջողությամբ լուծեց արտահոսքի ընթացիկ խնդիրը, որը առաջացել էր դաշտային էֆեկտի տրանզիստորների գծի լայնության կրճատման պատճառով՝ մղելով Մուրի օրենքը հետագայում զարգացնել դեպի ավելի փոքր գծերի լայնություններ: Դոկտոր Թուոմո Սունտոլան մի անգամ ասաց, որ ALD-ը կարող է զգալիորեն մեծացնել բաղադրիչների ինտեգրման խտությունը:
Հանրային տվյալները ցույց են տալիս, որ ALD տեխնոլոգիան հայտնագործվել է PICOSUN-ի դոկտոր Թուոմո Սունտոլայի կողմից 1974 թվականին Ֆինլանդիայում և արդյունաբերականացվել է արտասահմանում, ինչպես օրինակ Intel-ի կողմից մշակված 45/32 նանոմետրանոց չիպի բարձր դիէլեկտրական թաղանթը: Չինաստանում իմ երկիրը ներկայացրեց ALD տեխնոլոգիան ավելի քան 30 տարի ուշ, քան օտար երկրները: 2010 թվականի հոկտեմբերին PICOSUN-ը Ֆինլանդիայում և Ֆուդանի համալսարանում հյուրընկալեցին ALD ակադեմիական փոխանակման առաջին ներքին հանդիպումը՝ առաջին անգամ ներկայացնելով ALD տեխնոլոգիան Չինաստան:
Ավանդական քիմիական գոլորշիների նստվածքի համեմատ (CVD) և ֆիզիկական գոլորշիների նստեցում (PVD), ALD-ի առավելություններն են գերազանց եռաչափ համապատասխանությունը, մեծ տարածքի թաղանթի միատեսակությունը և հաստության ճշգրիտ վերահսկումը, որոնք հարմար են մակերևույթի բարդ ձևերի և բարձր հարաբերակցության կառուցվածքների վրա ծայրահեղ բարակ թաղանթների աճեցման համար:
— Տվյալների աղբյուր՝ Ցինխուա համալսարանի միկրո-նանո մշակման հարթակ.
Հետմուր դարաշրջանում վաֆլի արտադրության բարդությունն ու գործընթացի ծավալը զգալիորեն բարելավվել են: Որպես օրինակ վերցնելով տրամաբանական չիպսերը, 45 նմ-ից ցածր պրոցեսներով արտադրական գծերի քանակի ավելացմամբ, հատկապես 28 նմ և ցածր պրոցեսներով արտադրական գծերի, ծածկույթի հաստության և ճշգրտության վերահսկման պահանջներն ավելի բարձր են: Բազմակի ազդեցության տեխնոլոգիայի ներդրումից հետո ALD գործընթացի քայլերի և պահանջվող սարքավորումների քանակը զգալիորեն աճել է. Հիշողության չիպերի ոլորտում հիմնական արտադրության գործընթացը վերածվել է 2D NAND-ից 3D NAND կառուցվածքի, ներքին շերտերի թիվը շարունակել է աճել, և բաղադրիչները աստիճանաբար ներկայացրել են բարձր խտության, մեծ հարաբերակցության կառուցվածքներ և կարևոր դեր ԱԼԴ-ն սկսել է ի հայտ գալ: Կիսահաղորդիչների ապագա զարգացման տեսանկյունից ALD տեխնոլոգիան ավելի ու ավելի կարևոր դեր կխաղա հետմուր դարաշրջանում:
Օրինակ, ALD-ը նստեցման միակ տեխնոլոգիան է, որը կարող է բավարարել բարդ 3D շարված կառույցների ծածկույթի և ֆիլմի կատարման պահանջները (օրինակ՝ 3D-NAND): Սա վառ կերպով երևում է ստորև բերված նկարում: CVD A-ում նստած թաղանթը (կապույտ) ամբողջությամբ չի ծածկում կառուցվածքի ստորին հատվածը. նույնիսկ եթե պրոցեսի որոշ ճշգրտումներ են կատարվում CVD-ում (CVD B) ծածկույթի հասնելու համար, ֆիլմի կատարումը և ներքևի հատվածի քիմիական կազմը շատ վատ են (սպիտակ տարածքը նկարում); Ի հակադրություն, ALD տեխնոլոգիայի օգտագործումը ցույց է տալիս ֆիլմի ամբողջական ծածկույթ, և բարձրորակ և միատեսակ ֆիլմի հատկությունները ձեռք են բերվում կառուցվածքի բոլոր հատվածներում:
—-Նկար ALD տեխնոլոգիայի առավելությունները՝ համեմատած CVD-ի հետ (Աղբյուր՝ ASM)—-
Չնայած CVD-ն դեռևս զբաղեցնում է շուկայի ամենամեծ մասնաբաժինը կարճաժամկետ հեռանկարում, ALD-ը դարձել է վաֆլի ֆաբրիկայի սարքավորումների շուկայի ամենաարագ զարգացող մասերից մեկը: Այս ALD շուկայում, որն ունի աճի մեծ ներուժ և առանցքային դեր չիպսերի արտադրության մեջ, ASM-ը առաջատար ընկերություն է ALD սարքավորումների ոլորտում:
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-12-2024