Таложење на тенок филм е да се обложи слој филм на главниот материјал на подлогата на полупроводникот. Овој филм може да биде направен од различни материјали, како што се изолационо соединение силициум диоксид, полупроводнички полисилициум, метален бакар итн. Опремата што се користи за обложување се нарекува опрема за таложење на тенок филм.
Од гледна точка на процесот на производство на полупроводнички чипови, тој се наоѓа во предниот процес.
Процесот на подготовка на тенок филм може да се подели во две категории според неговиот метод на формирање филм: физичко таложење на пареа (PVD) и хемиско таложење на пареа(CVD), меѓу кои опремата за процесирање на CVD зазема поголем дел.
Физичкото таложење на пареа (PVD) се однесува на испарување на површината на изворот на материјалот и таложење на површината на подлогата преку гас/плазма со низок притисок, вклучувајќи испарување, распрскување, јонски зрак итн.;
Хемиско таложење на пареа (CVD) се однесува на процесот на таложење на цврст филм на површината на силиконската обланда преку хемиска реакција на гасната смеса. Според условите на реакцијата (притисок, прекурсор) се дели на атмосферски притисокCVD(APCVD), низок притисокCVD(LPCVD), плазма подобрена CVD (PECVD), плазма CVD со висока густина (HDPCVD) и таложење на атомски слој (ALD).
LPCVD: LPCVD има подобра способност за покривање чекори, добра контрола на составот и структурата, висока стапка на таложење и излез и во голема мера го намалува изворот на загадување со честички. Потпирањето на опремата за греење како извор на топлина за одржување на реакцијата, контролата на температурата и притисокот на гасот се многу важни. Широко се користи во производството на полислојни ќелии TopCon.
PECVD: PECVD се потпира на плазмата генерирана со индукција на радиофреквенција за да се постигне ниска температура (помалку од 450 степени) на процесот на таложење на тенок филм. Таложењето на ниски температури е неговата главна предност, а со тоа се заштедува енергија, се намалуваат трошоците, се зголемува производствениот капацитет и се намалува животниот век на распаѓањето на малцинските носачи во силиконските наполитанки предизвикани од високата температура. Може да се примени на процесите на различни клетки како што се PERC, TOPCON и HJT.
ALD: Добра униформност на филмот, густа и без дупки, добри карактеристики на покривање на чекори, може да се изведува на ниска температура (собна температура-400℃), може едноставно и прецизно да ја контролира дебелината на филмот, широко се применува на подлоги со различни форми и не треба да ја контролира униформноста на протокот на реактантот. Но, недостаток е тоа што брзината на формирање на филмот е бавна. Како што е слојот што емитува светлина од цинк сулфид (ZnS) што се користи за производство на наноструктурирани изолатори (Al2O3/TiO2) и електролуминисцентни дисплеи со тенок филм (TFEL).
Депонирање на атомски слој (ALD) е процес на вакуумска обвивка што формира тенок филм на површината на слој по слој на подлогата во форма на еден атомски слој. Уште во 1974 година, финскиот материјален физичар Туомо Сунтола ја разви оваа технологија и ја освои Милениумската награда за технологија од 1 милион евра. Технологијата ALD првично се користеше за електролуминисцентни дисплеи со рамен панел, но не беше широко користена. Дури на почетокот на 21 век технологијата ALD почна да се усвојува во индустријата за полупроводници. Со производство на ултра тенки високо-диелектрични материјали за замена на традиционалниот силициум оксид, тој успешно го реши тековниот проблем со истекување предизвикан од намалувањето на ширината на линијата на транзисторите со ефект на поле, што го поттикна Муровиот закон понатаму да се развива кон помали ширини на линии. Д-р Туомо Сунтола еднаш рече дека ALD може значително да ја зголеми густината на интеграцијата на компонентите.
Јавните податоци покажуваат дека технологијата ALD била измислена од д-р Туомо Сунтола од PICOSUN во Финска во 1974 година и била индустријализирана во странство, како што е филмот со висок диелектрик во чипот од 45/32 нанометри развиен од Интел. Во Кина, мојата земја ја воведе технологијата ALD повеќе од 30 години подоцна од странските земји. Во октомври 2010 година, PICOSUN во Финска и Универзитетот Фудан беа домаќини на првиот домашен состанок за академска размена на ALD, воведувајќи ја ALD технологијата во Кина за прв пат.
Во споредба со традиционалното хемиско таложење на пареа (CVD) и физичко таложење на пареа (PVD), предностите на ALD се одлична тродимензионална конформалност, униформност на филмот на голема површина и прецизна контрола на дебелината, кои се погодни за одгледување на ултра тенки филмови на сложени форми на површини и структури со висок сооднос.
—Извор на податоци: платформа за микронано обработка на Универзитетот Цингхуа—
Во ерата по Мур, сложеноста и обемот на процесот на производство на нафора се значително подобрени. Земајќи ги за пример логичките чипови, со зголемувањето на бројот на производни линии со процеси под 45nm, особено производните линии со процеси од 28nm и подолу, барањата за дебелина на облогата и контрола на прецизноста се повисоки. По воведувањето на технологијата за повеќекратна изложеност, бројот на чекори на процесот на ALD и потребната опрема значително се зголемија; во областа на мемориските чипови, главниот производствен процес еволуираше од 2D NAND во 3D NAND структура, бројот на внатрешни слоеви продолжи да се зголемува, а компонентите постепено презентираа структури со висока густина, висок сооднос и важна улога на ALD почна да се појавува. Од перспектива на идниот развој на полупроводниците, ALD технологијата ќе игра сè поважна улога во ерата по Мур.
На пример, ALD е единствената технологија за таложење што може да ги исполни барањата за покривање и перформанси на филмот на сложените 3D наредени структури (како што е 3D-NAND). Ова може сликовито да се види на сликата подолу. Филмот депониран во CVD A (сина) не го покрива целосно долниот дел од структурата; дури и ако се направат некои прилагодувања на процесот на CVD (CVD B) за да се постигне покриеност, перформансите на филмот и хемискиот состав на долната површина се многу лоши (бела површина на сликата); за разлика од тоа, употребата на ALD технологијата покажува целосна покриеност на филмот, а се постигнуваат висококвалитетни и униформни својства на филмот во сите области на структурата.
—-Слика Предности на ALD технологијата во споредба со CVD (Извор: ASM)—-
Иако CVD сè уште зазема најголем пазарен удел на краток рок, ALD стана еден од најбрзо растечките делови на пазарот на опрема за фабрички обланди. На овој пазар на ALD со голем потенцијал за раст и клучна улога во производството на чипови, ASM е водечка компанија во областа на ALD опремата.
Време на објавување: Јуни-12-2024 година