Жұқа пленканы тұндыру - жартылай өткізгіштің негізгі субстрат материалына пленка қабатын жабу. Бұл пленка әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін, мысалы, оқшаулағыш қосылыс кремний диоксиді, жартылай өткізгіш полисилиций, металл мыс және т.б. Қаптау үшін қолданылатын жабдық жұқа пленканы тұндыру жабдығы деп аталады.
Жартылай өткізгішті чиптерді өндіру процесі тұрғысынан ол алдыңғы процесте орналасқан.
Жұқа қабықшаны дайындау процесін пленка қалыптастыру әдісіне сәйкес екі санатқа бөлуге болады: физикалық бу тұндыру (PVD) және химиялық бу тұндыру.(CVD), олардың арасында CVD технологиялық жабдықтары жоғары үлесті құрайды.
Физикалық будың тұндыру (PVD) материал көзінің бетінің булануын және төменгі қысымды газ/плазма арқылы субстрат бетінде тұндыруды, соның ішінде булану, шашырату, иондық сәуле және т.б.;
Химиялық булардың тұнуы (CVD) газ қоспасының химиялық реакциясы арқылы кремний пластинкасының бетіне қатты қабықшаның түсу процесін білдіреді. Реакция жағдайлары бойынша (қысым, прекурсор) атмосфералық қысымға бөлінедіCVD(APCVD), төмен қысымCVD(LPCVD), плазмалық жақсартылған CVD (PECVD), жоғары тығыздықтағы плазмалық CVD (HDPCVD) және атомдық қабат тұндыру (ALD).
LPCVD: LPCVD жақсырақ қамту қабілетіне, жақсы құрамы мен құрылымын бақылауға, жоғары тұндыру жылдамдығына және өнімділікке ие және бөлшектердің ластану көзін айтарлықтай азайтады. Реакцияны сақтау үшін жылу көзі ретінде жылыту жабдығына сүйену, температураны бақылау және газ қысымы өте маңызды. TopCon жасушаларының поли қабатты өндірісінде кеңінен қолданылады.
PECVD: PECVD жұқа қабықша тұндыру процесінің төмен температурасына (450 градустан төмен) жету үшін радиожиілік индукциясы арқылы жасалған плазмаға сүйенеді. Төмен температурада тұндыру оның басты артықшылығы болып табылады, осылайша энергияны үнемдейді, шығындарды азайтады, өндірістік қуаттылықты арттырады және жоғары температурадан туындаған кремний пластиналарындағы азшылық тасымалдаушылардың өмір бойы ыдырауын азайтады. Оны PERC, TOPCON және HJT сияқты әртүрлі жасушалардың процестеріне қолдануға болады.
ALD: Жақсы пленка біркелкілігі, тығыз және саңылаусыз, жақсы қадамды жабу сипаттамалары, төмен температурада (бөлме температурасы-400 ℃) жүзеге асырылуы мүмкін, пленка қалыңдығын қарапайым және дәл басқара алады, әртүрлі пішіндегі субстраттарға кеңінен қолданылады және әрекеттесуші заттар ағынының біркелкілігін бақылаудың қажеті жоқ. Бірақ кемшілігі - пленканың қалыптасу жылдамдығы баяу. Мысалы, наноқұрылымды изоляторларды (Al2O3/TiO2) және жұқа пленкалы электролюминесцентті дисплейлерді (TFEL) өндіру үшін қолданылатын мырыш сульфиді (ZnS) жарық шығаратын қабат.
Атомдық қабаттың тұндыру (ALD) – бір атомдық қабат түрінде субстрат қабатының бетінде қабат-қабат жұқа қабық түзетін вакуумдық жабын процесі. 1974 жылдың өзінде финдік физик-физик Туомо Сунтола бұл технологияны жасап, 1 миллион еуро Мыңжылдық технология сыйлығын жеңіп алды. ALD технологиясы бастапқыда жалпақ панельді электролюминесцентті дисплейлер үшін қолданылған, бірақ ол кеңінен қолданылмады. 21 ғасырдың басында ғана ALD технологиясы жартылай өткізгіш өнеркәсібінде қолданыла бастады. Дәстүрлі кремний оксидін ауыстыру үшін ультра жұқа жоғары диэлектрлік материалдарды өндіру арқылы ол өріс эффектісі транзисторларының желі енінің қысқаруынан туындаған ағып кету ток мәселесін сәтті шешіп, Мур заңын одан әрі кіші сызық еніне қарай дамытуға итермеледі. Доктор Туомо Сунтола бір рет ALD компоненттердің интеграциялық тығыздығын айтарлықтай арттыра алатынын айтты.
Қоғамдық деректер ALD технологиясын 1974 жылы Финляндиядағы PICOSUN компаниясының докторы Туомо Сунтола ойлап тапқанын және Intel әзірлеген 45/32 нанометрлік чиптегі жоғары диэлектрлік пленка сияқты шетелде индустрияланғанын көрсетеді. Қытайда менің елім ALD технологиясын шет елдерге қарағанда 30 жылдан астам кеш енгізді. 2010 жылдың қазан айында Финляндиядағы PICOSUN және Фудан университеті Қытайға алғаш рет ALD технологиясын енгізген алғашқы отандық ALD академиялық алмасу жиналысын өткізді.
Дәстүрлі химиялық бу тұндыруымен салыстырғанда (CVD) және физикалық буларды тұндыру (PVD), ALD артықшылықтары тамаша үш өлшемді конформальдылық, үлкен аумақтағы пленка біркелкілігі және қалыңдықты дәл бақылау болып табылады, олар күрделі бет пішіндері мен жоғары арақатынастық құрылымдарда ультра жұқа қабықшаларды өсіруге жарамды.
—Дерек көзі: Цинхуа университетінің микро-нано өңдеу платформасы—
Мурдан кейінгі дәуірде вафли өндірісінің күрделілігі мен технологиялық көлемі айтарлықтай жақсарды. Мысал ретінде логикалық чиптерді алсақ, 45 нм-ден төмен процестері бар өндірістік желілердің, әсіресе 28 нм және одан төмен процестері бар өндірістік желілердің санының ұлғаюымен жабын қалыңдығына және дәлдікті бақылауға қойылатын талаптар жоғарылайды. Бірнеше экспозиция технологиясын енгізгеннен кейін ALD технологиялық қадамдары мен қажетті жабдықтардың саны айтарлықтай өсті; жад чиптері саласында негізгі өндіріс процесі 2D NAND құрылымынан 3D NAND құрылымына дейін дамыды, ішкі қабаттардың саны арта берді және құрамдас бөліктер бірте-бірте жоғары тығыздықты, жоғары арақатынасты құрылымдарды және маңызды рөлді ұсынды. ALD пайда бола бастады. Жартылай өткізгіштердің болашақ дамуы тұрғысынан ALD технологиясы Мурдан кейінгі дәуірде маңызды рөл атқаратын болады.
Мысалы, ALD күрделі 3D қабаттасқан құрылымдардың (мысалы, 3D-NAND) қамту және пленка өнімділігі талаптарына жауап бере алатын жалғыз тұндыру технологиясы болып табылады. Мұны төмендегі суреттен анық көруге болады. CVD A (көк) тұндырылған пленка құрылымның төменгі бөлігін толығымен қамтымайды; жабуға қол жеткізу үшін CVD-ге (CVD B) кейбір технологиялық түзетулер енгізілсе де, пленка өнімділігі мен төменгі аймақтың химиялық құрамы өте нашар (суреттегі ақ аймақ); керісінше, ALD технологиясын қолдану пленканың толық жабуын көрсетеді және құрылымның барлық аймақтарында жоғары сапалы және біркелкі пленка қасиеттеріне қол жеткізіледі.
—-CVD-мен салыстырғанда ALD технологиясының артықшылығы (Дереккөз: ASM)—-
CVD қысқа мерзімді перспективада әлі де ең үлкен нарық үлесін иеленсе де, ALD вафли фаб жабдығы нарығының ең жылдам дамып келе жатқан бөліктерінің біріне айналды. Үлкен өсу әлеуеті және чип өндірісінде маңызды рөл атқаратын ALD нарығында ASM ALD жабдықтары саласындағы жетекші компания болып табылады.
Жіберу уақыты: 12 маусым-2024 ж