Deposisi film tipis yaiku kanggo nutupi lapisan film ing materi substrat utama semikonduktor. Film iki bisa digawe saka macem-macem bahan, kayata insulating senyawa silikon dioksida, polysilicon semikonduktor, tembaga logam, etc. Peralatan sing digunakake kanggo nutupi diarani peralatan deposisi film tipis.
Saka perspektif proses manufaktur chip semikonduktor, dumunung ing proses ngarep.
Proses nyiapake film tipis bisa dipérang dadi rong kategori miturut metode pembentukan film: deposisi uap fisik (PVD) lan deposisi uap kimia.(CVD), ing antarane peralatan proses CVD duwe proporsi sing luwih dhuwur.
Deposisi uap fisik (PVD) nuduhake penguapan permukaan sumber materi lan deposisi ing permukaan substrat liwat gas / plasma tekanan rendah, kalebu penguapan, sputtering, sinar ion, lan liya-liyane;
Deposisi uap kimia (CVD) nuduhake proses nyetop film padhet ing permukaan wafer silikon liwat reaksi kimia campuran gas. Miturut kahanan reaksi (tekanan, prekursor), dipérang dadi tekanan atmosferCVD(APCVD), tekanan rendahCVD(LPCVD), plasma enhanced CVD (PECVD), high density plasma CVD (HDPCVD) lan atomic layer deposition (ALD).
LPCVD: LPCVD nduweni kemampuan jangkoan langkah sing luwih apik, komposisi lan kontrol struktur sing apik, tingkat deposisi lan output sing dhuwur, lan nyuda sumber polusi partikel. Ngandelake peralatan pemanasan minangka sumber panas kanggo njaga reaksi, kontrol suhu lan tekanan gas penting banget. Digunakake akeh ing manufaktur lapisan Poly saka sel TopCon.
PECVD: PECVD gumantung ing plasma sing diasilake dening induksi frekuensi radio kanggo entuk suhu kurang (kurang saka 450 derajat) saka proses deposisi film tipis. Deposisi suhu rendah minangka kauntungan utama, saéngga ngirit energi, nyuda biaya, nambah kapasitas produksi, lan nyuda bosok umur operator minoritas ing wafer silikon sing disebabake dening suhu dhuwur. Bisa ditrapake kanggo pangolahan macem-macem sel kayata PERC, TOPCON, lan HJT.
ALD: Keseragaman film sing apik, padhet lan tanpa bolongan, ciri jangkoan langkah sing apik, bisa ditindakake ing suhu sing kurang (suhu kamar-400 ℃), bisa ngontrol kekandelan film kanthi gampang lan akurat, bisa ditrapake kanggo substrat sing beda-beda, lan ora perlu ngontrol keseragaman aliran reaktan. Nanging kerugian iku kacepetan tatanan film alon. Kayata lapisan pemancar cahya seng sulfida (ZnS) digunakake kanggo ngasilake insulator berstruktur nano (Al2O3/TiO2) lan tampilan electroluminescent film tipis (TFEL).
Deposisi lapisan atom (ALD) yaiku proses lapisan vakum sing mbentuk lapisan tipis ing permukaan lapisan substrat kanthi lapisan kanthi bentuk lapisan atom tunggal. Wiwit taun 1974, fisikawan material Finlandia Tuomo Suntola ngembangake teknologi iki lan menangake Penghargaan Teknologi Millennium 1 yuta euro. Teknologi ALD wiwitane digunakake kanggo tampilan electroluminescent panel datar, nanging ora akeh digunakake. Ora nganti wiwitan abad kaping 21, teknologi ALD wiwit diadopsi dening industri semikonduktor. Kanthi nggawe bahan dielektrik dhuwur ultra-tipis kanggo ngganti oksida silikon tradisional, kasil ngatasi masalah saiki bocor sing disebabake dening pengurangan lebar garis transistor efek lapangan, nyebabake Hukum Moore luwih berkembang menyang jembar garis sing luwih cilik. Dr Tuomo Suntola nate ujar manawa ALD bisa nambah kapadhetan integrasi komponen kanthi signifikan.
Data umum nuduhake yen teknologi ALD diciptakake dening Dr. Tuomo Suntola saka PICOSUN ing Finlandia ing taun 1974 lan wis dadi industri ing luar negeri, kayata film dielektrik dhuwur ing chip nanometer 45/32 sing dikembangake dening Intel. Ing China, negaraku ngenalake teknologi ALD luwih saka 30 taun luwih saka negara manca. Ing Oktober 2010, PICOSUN ing Finlandia lan Universitas Fudan dadi tuan rumah pertemuan pertukaran akademik ALD domestik pisanan, ngenalake teknologi ALD menyang China kanggo pisanan.
Dibandhingake karo deposisi uap kimia tradisional (CVD) lan deposisi uap fisik (PVD), kaluwihan ALD yaiku konformalitas telung dimensi sing apik, keseragaman film area gedhe, lan kontrol ketebalan sing tepat, sing cocog kanggo ngembangake film ultra-tipis ing wangun permukaan sing kompleks lan struktur rasio aspek dhuwur.
—Sumber data: Platform pangolahan mikro-nano Universitas Tsinghua—
Ing jaman pasca-Moore, kerumitan lan volume proses manufaktur wafer wis apik banget. Njupuk chip logika minangka conto, kanthi nambah jumlah garis produksi kanthi proses ing ngisor 45nm, utamane garis produksi kanthi proses 28nm lan ngisor, syarat kanggo kekandelan lapisan lan kontrol presisi luwih dhuwur. Sawise ngenalake teknologi pajanan kaping pirang-pirang, jumlah langkah lan peralatan proses ALD sing dibutuhake wis tambah akeh; ing lapangan chip memori, proses manufaktur mainstream wis ngalami évolusi saka 2D NAND kanggo struktur 3D NAND, jumlah lapisan internal terus nambah, lan komponen wis mboko sithik presented dhuwur-Kapadhetan, struktur rasio aspek dhuwur, lan peran penting. saka ALD wis wiwit muncul. Saka perspektif pangembangan semikonduktor ing mangsa ngarep, teknologi ALD bakal dadi peran sing luwih penting ing jaman pasca Moore.
Contone, ALD minangka siji-sijine teknologi deposisi sing bisa nyukupi jangkoan lan syarat kinerja film saka struktur tumpukan 3D sing kompleks (kayata 3D-NAND). Iki bisa dideleng kanthi cetha ing gambar ing ngisor iki. Film sing disimpen ing CVD A (biru) ora nutupi bagian ngisor struktur; sanajan sawetara pangaturan proses digawe kanggo CVD (CVD B) kanggo entuk jangkoan, kinerja film lan komposisi kimia saka wilayah ngisor banget miskin (wilayah putih ing tokoh); ing kontras, nggunakake teknologi ALD nuduhake jangkoan film lengkap, lan kualitas dhuwur lan sifat film seragam ngrambah ing kabeh wilayah saka struktur.
—-Kaluwihan Gambar teknologi ALD dibandhingake CVD (Sumber: ASM)—-
Sanajan CVD isih nduwe pangsa pasar paling gedhe sajrone jangka pendek, ALD wis dadi salah sawijining bagean sing paling cepet ing pasar peralatan wafer. Ing pasar ALD iki kanthi potensial wutah gedhe lan peran penting ing manufaktur chip, ASM minangka perusahaan terkemuka ing bidang peralatan ALD.
Wektu kirim: Jun-12-2024