Þunn filmuútfelling er að húða lag af filmu á aðal undirlagsefni hálfleiðarans. Þessi filma getur verið gerð úr ýmsum efnum, svo sem einangrandi kísildíoxíði, hálfleiðara pólýkísil, málmkopar osfrv. Búnaðurinn sem notaður er til að húða er kallaður þunnfilmuútfellingarbúnaður.
Frá sjónarhóli framleiðsluferlis hálfleiðaraflísa er það staðsett í framhliðarferlinu.
Hægt er að skipta þunnfilmugerðinni í tvo flokka í samræmi við filmumyndunaraðferðina: eðlisfræðilega gufuútfellingu (PVD) og efnagufuútfellingu(CVD), þar á meðal er CVD vinnslubúnaður fyrir hærra hlutfall.
Líkamleg gufuútfelling (PVD) vísar til uppgufunar á yfirborði efnisgjafans og útfellingar á yfirborði undirlagsins í gegnum lágþrýstingsgas/plasma, þar með talið uppgufun, sputtering, jóngeisla osfrv .;
Efnafræðileg gufuútfelling (CVD) vísar til þess ferlis að setja fasta filmu á yfirborð kísilskífunnar með efnahvarfi gasblöndu. Samkvæmt hvarfskilyrðum (þrýstingur, undanfari) er honum skipt í andrúmsloftsþrýstingCVD(APCVD), lágþrýstingurCVD(LPCVD), plasma auka CVD (PECVD), háþéttni plasma CVD (HDPCVD) og atómlagsútfelling (ALD).
LPCVD: LPCVD hefur betri þrepaþekjugetu, góða samsetningu og uppbyggingu stjórna, hátt útfellingarhraði og framleiðsla og dregur verulega úr upptökum agnamengunar. Að treysta á hitunarbúnað sem hitagjafa til að viðhalda hvarfinu, hitastýring og gasþrýstingur er mjög mikilvægt. Mikið notað í Poly layer framleiðslu á TopCon frumum.
PECVD: PECVD treystir á plasma sem myndast við útvarpsbylgjur til að ná lágum hita (minna en 450 gráður) á þunnfilmuútfellingunni. Lághitaútfelling er helsti kostur þess og sparar þar með orku, dregur úr kostnaði, eykur framleiðslugetu og dregur úr líftíma rotnun minnihluta burðarefna í kísilskífum af völdum hás hita. Það er hægt að nota á ferla ýmissa frumna eins og PERC, TOPCON og HJT.
ALD: Góð filmu einsleitni, þétt og án hola, góð þrepaþekjueiginleikar, hægt að framkvæma við lágan hita (stofuhita-400 ℃), getur einfaldlega og nákvæmlega stjórnað filmuþykktinni, á víða við um hvarfefni af mismunandi lögun, og þarf ekki að stjórna einsleitni hvarfefnaflæðisins. En ókosturinn er sá að filmumyndunarhraði er hægur. Svo sem eins og sinksúlfíð (ZnS) ljósgeislunarlagið sem notað er til að framleiða nanóuppbyggða einangrunarefni (Al2O3/TiO2) og þunnfilmu raflýsandi skjái (TFEL).
Atómlagsútfelling (ALD) er lofttæmihúðunarferli sem myndar þunna filmu á yfirborði undirlags lag fyrir lag í formi eins frumeindalags. Strax árið 1974 þróaði finnski efniseðlisfræðingurinn Tuomo Suntola þessa tækni og vann 1 milljón evra Þúsaldartækniverðlaunin. ALD tækni var upphaflega notuð fyrir flatskjá raflýsandi skjái, en hún var ekki mikið notuð. Það var ekki fyrr en í byrjun 21. aldar að ALD tæknin fór að vera tekin upp í hálfleiðaraiðnaðinum. Með því að framleiða ofurþunn há-rafmagnsefni til að koma í stað hefðbundins kísiloxíðs, leysti það með góðum árangri lekstraumsvandamálið af völdum minnkunar á línubreidd sviðsáhrifa smára, sem varð til þess að lögmál Moore þróaðist enn frekar í átt að minni línubreiddum. Dr. Tuomo Suntola sagði einu sinni að ALD gæti aukið samþættingarþéttleika íhluta verulega.
Opinber gögn sýna að ALD tæknin var fundin upp af Dr. Tuomo Suntola frá PICOSUN í Finnlandi árið 1974 og hefur verið iðnvædd erlendis, eins og há díselfilma í 45/32 nanómetra flísinni sem Intel þróaði. Í Kína kynnti land mitt ALD tækni meira en 30 árum síðar en erlend lönd. Í október 2010 stóðu PICOSUN í Finnlandi og Fudan háskólinn fyrir fyrsta innlenda ALD akademíska skiptifundinum, þar sem ALD tæknin var kynnt í Kína í fyrsta skipti.
Í samanburði við hefðbundna efnagufuútfellingu (CVD) og líkamlega gufuútfellingu (PVD), kostir ALD eru framúrskarandi þrívíddarsamræmi, einsleitni á stóru svæði filmu og nákvæm þykktarstýring, sem henta til að rækta ofurþunnar filmur á flóknum yfirborðsformum og hátt hlutfallsbyggingu.
— Gagnaheimild: Micro-nano vinnsluvettvangur Tsinghua háskólans—
Á tímum eftir Moore hefur margbreytileiki og vinnslumagn við framleiðslu á oblátum verið bætt til muna. Með því að taka rökfræðiflís sem dæmi, með aukningu á fjölda framleiðslulína með ferlum undir 45nm, sérstaklega framleiðslulínum með ferlum 28nm og lægri, eru kröfur um húðþykkt og nákvæmnisstýringu hærri. Eftir innleiðingu á fjöláhrifatækni hefur fjöldi ALD-ferlisþrepa og búnaðar sem krafist er aukist verulega; á sviði minniskubba hefur almenna framleiðsluferlið þróast frá 2D NAND til 3D NAND uppbyggingu, fjöldi innri laga hefur haldið áfram að aukast og íhlutirnir hafa smám saman sýnt mikla þéttleika, hátt stærðarhlutfall uppbyggingu og mikilvægu hlutverki ALD er byrjað að koma fram. Frá sjónarhóli framtíðarþróunar hálfleiðara mun ALD tækni gegna sífellt mikilvægara hlutverki á tímum eftir Moore.
Til dæmis er ALD eina útfellingartæknin sem getur uppfyllt kröfur um þekju og kvikmyndafköst flókinna 3D staflaðra mannvirkja (eins og 3D-NAND). Þetta sést vel á myndinni hér að neðan. Kvikmyndin sem sett er inn í CVD A (blá) nær ekki alveg neðri hluta uppbyggingarinnar; Jafnvel þó að nokkrar ferlistillingar séu gerðar á CVD (CVD B) til að ná þekju, þá eru filmuafköst og efnasamsetning botnsvæðisins mjög léleg (hvítt svæði á myndinni); á móti sýnir notkun ALD tækni fullkomna filmuþekju og hágæða og einsleit filmueiginleikar nást á öllum sviðum uppbyggingarinnar.
—-Myndkostir ALD tækni miðað við CVD (Heimild: ASM)—-
Þrátt fyrir að CVD sé enn með stærstu markaðshlutdeildina til skamms tíma, er ALD orðinn einn af ört vaxandi hlutum markaðarins fyrir fatabúnað. Á þessum ALD markaði með mikla vaxtarmöguleika og lykilhlutverki í flísaframleiðslu er ASM leiðandi fyrirtæki á sviði ALD búnaðar.
Birtingartími: 12-jún-2024