Нимгэн хальсан тунадас нь хагас дамжуулагчийн үндсэн субстратын материал дээр хальсан давхаргыг бүрэх явдал юм. Энэ хальсыг тусгаарлагч нийлмэл цахиурын давхар исэл, хагас дамжуулагч полисиликон, металл зэс гэх мэт янз бүрийн материалаар хийж болно. Бүрхэхэд ашигладаг төхөөрөмжийг нимгэн хальсан тунадасжуулах төхөөрөмж гэж нэрлэдэг.
Хагас дамжуулагч чип үйлдвэрлэх үйл явцын үүднээс авч үзвэл энэ нь урд талын процесст байрладаг.
Нимгэн хальс бэлтгэх процессыг хальс үүсгэх аргын дагуу хоёр төрөлд хувааж болно: физик уурын хуримтлал (PVD) ба химийн уурын хуримтлал.(ЗСӨ), тэдгээрийн дотор ЗСӨ-ийн процессын тоног төхөөрөмж илүү өндөр хувийг эзэлдэг.
Физик уурын хуримтлал (PVD) нь материалын эх үүсвэрийн гадаргууг ууршуулж, субстратын гадаргуу дээр ууршилт, цацрах, ионы цацраг гэх мэт нам даралтын хий/плазмаар дамжин хуримтлагдахыг хэлнэ;
Химийн уурын хуримтлал (ЗСӨ) нь хийн хольцын химийн урвалаар цахиурын хавтанцарын гадаргуу дээр хатуу хальс үүсгэх үйл явцыг хэлнэ. Урвалын нөхцлийн дагуу (даралт, прекурсор) энэ нь атмосферийн даралтад хуваагддагЗСӨ(APCVD), бага даралтЗСӨ(LPCVD), плазмын сайжруулсан CVD (PECVD), өндөр нягтралтай плазмын CVD (HDPCVD) болон атомын давхаргын хуримтлал (ALD).
LPCVD: LPCVD нь шат дамжлагыг илүү сайн бүрхэх чадвартай, бүтэц, бүтцийг сайн хянах чадвартай, өндөр хуримтлал, гарцтай бөгөөд бөөмийн бохирдлын эх үүсвэрийг ихээхэн бууруулдаг. Урвалыг хадгалахын тулд халаалтын төхөөрөмжийг дулааны эх үүсвэр болгон ашиглах нь температурын хяналт, хийн даралт маш чухал юм. TopCon эсийн поли давхаргын үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг.
PECVD: PECVD нь нимгэн хальсыг буулгах үйл явцын бага температурт (450 хэмээс бага) хүрэхийн тулд радио давтамжийн индукцаар үүсгэгдсэн плазм дээр тулгуурладаг. Бага температурт хуримтлуулах нь түүний гол давуу тал бөгөөд ингэснээр эрчим хүч хэмнэх, зардлыг бууруулах, үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх, өндөр температураас үүдэлтэй цахиур хавтан дахь цөөнхийн тээвэрлэгчдийн насан туршийн ялзралыг багасгах явдал юм. Үүнийг PERC, TOPCON, HJT гэх мэт янз бүрийн эсийн процесст хэрэглэж болно.
ALD: Киноны жигд байдал, нягт, нүхгүй, сайн хамрах шинж чанартай, бага температурт (өрөөний температур-400 ℃) хийгдэх боломжтой, хальсны зузааныг энгийн бөгөөд нарийн хянах боломжтой, янз бүрийн хэлбэрийн субстратуудад өргөн хэрэглэгддэг, мөн урвалд орох бодисын урсгалын жигд байдлыг хянах шаардлагагүй. Гэхдээ сул тал нь хальс үүсэх хурд удаан байдаг. Нано бүтэцтэй тусгаарлагч (Al2O3/TiO2) болон нимгэн хальсан электролюминесцент дэлгэц (TFEL) үйлдвэрлэхэд ашигладаг цайрын сульфидын (ZnS) гэрэл ялгаруулах давхарга гэх мэт.
Атомын давхаргын хуримтлал (ALD) нь нэг атомын давхарга хэлбэрээр субстратын давхаргын гадаргуу дээр нимгэн хальс үүсгэдэг вакуум бүрэх процесс юм. Аль 1974 онд Финландын материалын физикч Туомо Сунтола энэхүү технологийг хөгжүүлж, 1 сая еврогийн Мянганы технологийн шагнал хүртэж байжээ. ALD технологи нь анх хавтгай хавтан цахилгаан гэрэлтдэг дэлгэцэнд ашиглагдаж байсан боловч өргөн хэрэглэгддэггүй байв. 21-р зууны эхэн үеэс л ALD технологийг хагас дамжуулагчийн үйлдвэрт нэвтрүүлж эхэлсэн. Уламжлалт цахиурын ислийг орлох хэт нимгэн өндөр диэлектрик материал үйлдвэрлэснээр хээрийн эффектийн транзисторуудын шугамын өргөнийг багасгаснаар үүссэн урсгалын алдагдлыг амжилттай шийдэж, Мурын хуулийг улам жижиг шугамын өргөн рүү хөгжүүлэхэд түлхэц болсон. Доктор Туомо Сунтола нэг удаа ALD нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн интеграцийн нягтыг ихээхэн нэмэгдүүлэх боломжтой гэж хэлсэн.
Олон нийтийн тоо баримтаас харахад ALD технологийг Финландын PICOSUN-ийн доктор Туомо Сунтола 1974 онд зохион бүтээсэн бөгөөд Intel-ийн бүтээсэн 45/32 нанометрийн чип дэх өндөр диэлектрик хальс гэх мэт гадаадад үйлдвэржсэн байна. Хятадад манай улс ALD технологийг гадаадын орнуудаас 30 гаруй жилээр хожуу нэвтрүүлсэн. 2010 оны 10-р сард Финландын PICOSUN болон Фудан их сургууль нь анхны дотоодын ALD эрдэм шинжилгээний солилцооны хурлыг зохион байгуулж, ALD технологийг Хятадад анх удаа нэвтрүүлсэн.
Уламжлалт химийн уурын хуримтлалтай харьцуулахад (ЗСӨ) болон физик уурын хуримтлал (PVD), ALD-ийн давуу тал нь маш сайн гурван хэмжээст нийцтэй байдал, том талбайн хальсны жигд байдал, нарийн зузааныг хянах зэрэг нь нарийн төвөгтэй гадаргуугийн хэлбэр, өндөр харьцаатай бүтэц дээр хэт нимгэн хальс ургуулахад тохиромжтой.
—Мэдээллийн эх сурвалж: Цинхуа их сургуулийн бичил нано боловсруулах платформ—
Мурын дараах эрин үед вафель үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй байдал, процессын хэмжээ ихээхэн сайжирсан. Логик чипийг жишээ болгон авч үзвэл, 45 нм-ээс доош процесс бүхий үйлдвэрлэлийн шугамын тоо, ялангуяа 28 нм ба түүнээс доош процесс бүхий үйлдвэрлэлийн шугамын тоо нэмэгдэхийн хэрээр бүрэх зузаан, нарийвчлалын хяналтад тавигдах шаардлага өндөр байна. Олон удаагийн өртөлтийн технологийг нэвтрүүлсний дараа ALD процессын үе шат, шаардлагатай тоног төхөөрөмжийн тоо мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн; санах ойн чипийн салбарт үйлдвэрлэлийн үндсэн үйл явц нь 2D NAND-аас 3D NAND бүтэц рүү шилжиж, дотоод давхаргын тоо тасралтгүй нэмэгдэж, бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь аажмаар өндөр нягтралтай, өндөр харьцаатай бүтэцтэй, чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. ALD-ийн тоо гарч эхэлсэн. Хагас дамжуулагчийн ирээдүйн хөгжлийн үүднээс авч үзвэл ALD технологи нь Мурын дараах эрин үед улам чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.
Жишээлбэл, ALD нь нарийн төвөгтэй 3D давхарласан байгууламжийн (3D-NAND гэх мэт) хамрах хүрээ, хальсны гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангаж чадах цорын ганц хуримтлуулах технологи юм. Үүнийг доорх зургаас тод харж болно. CVD A (цэнхэр) -д хадгалсан хальс нь бүтцийн доод хэсгийг бүрэн хамардаггүй; бүрхэхэд хүрэхийн тулд CVD (CVD B) -д зарим процессын тохируулга хийсэн ч доод хэсгийн хальсны гүйцэтгэл, химийн найрлага маш муу (зураг дээрх цагаан хэсэг); Үүний эсрэгээр, ALD технологийг ашигласнаар хальсыг бүрэн бүрхэж, бүтцийн бүх хэсэгт өндөр чанартай, жигд хальсны шинж чанарыг олж авдаг.
—-Зураг ЗСӨ-тэй харьцуулахад ALD технологийн давуу тал (Эх сурвалж: ASM)—-
Хэдийгээр CVD нь богино хугацаанд зах зээлийн хамгийн том хувийг эзэлсээр байгаа ч ALD нь вафель фаб төхөөрөмжийн зах зээлийн хамгийн хурдацтай хөгжиж буй хэсгүүдийн нэг болжээ. Өсөлтийн асар их боломж, чип үйлдвэрлэлд гол үүрэг гүйцэтгэдэг энэхүү ALD зах зээлд ASM нь ALD тоног төхөөрөмжийн салбарт тэргүүлэгч компани юм.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 12