තුනී පටල තැන්පත් කිරීම යනු අර්ධ සන්නායකයේ ප්රධාන උපස්ථර ද්රව්ය මත පටල තට්ටුවක් ආලේප කිරීමයි. සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් පරිවාරක සංයෝග, අර්ධ සන්නායක පොලිසිලිකන්, ලෝහ තඹ වැනි විවිධ ද්රව්ය වලින් මෙම චිත්රපටය සෑදිය හැක. ආලේපනය සඳහා භාවිතා කරන උපකරණ තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ උපකරණ ලෙස හැඳින්වේ.
අර්ධ සන්නායක චිප් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන් එය ඉදිරිපස ක්‍රියාවලියේ පිහිටා ඇත.
තුනී පටල සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය එහි චිත්‍රපට සෑදීමේ ක්‍රමයට අනුව කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (PVD) සහ රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම.(CVD), ඒ අතර CVD ක්‍රියාවලි උපකරණ වැඩි ප්‍රතිශතයක් ගනී.
භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PVD) යනු ද්රව්ය ප්‍රභවයේ මතුපිට වාෂ්පීකරණය සහ වාෂ්පීකරණය, ඉසීම, අයන කදම්භ ආදිය ඇතුළුව අඩු පීඩන වායුව/ප්ලාස්මා හරහා උපස්ථරයේ මතුපිට තැන්පත් වීම ය.
රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD) යනු වායු මිශ්‍රණයේ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් හරහා සිලිකන් වේෆරයේ මතුපිට ඝන පටලයක් තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියයි. ප්රතික්රියා කොන්දේසි (පීඩනය, පූර්වගාමියා) අනුව එය වායුගෝලීය පීඩනයට බෙදී ඇතCVD(APCVD), අඩු පීඩනයCVD(LPCVD), ප්ලාස්මා වැඩිදියුණු කළ CVD (PECVD), අධි ඝනත්ව ප්ලාස්මා CVD (HDPCVD) සහ පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් වීම (ALD).
LPCVD: LPCVD හි වඩා හොඳ පියවර ආවරණ හැකියාව, හොඳ සංයුතිය සහ ව්‍යුහ පාලනය, ඉහළ තැන්පත් වීමේ අනුපාතය සහ ප්‍රතිදානය ඇති අතර අංශු දූෂණයේ ප්‍රභවය බෙහෙවින් අඩු කරයි. ප්රතික්රියාව පවත්වා ගැනීම සඳහා තාප ප්රභවයක් ලෙස තාපන උපකරණ මත රඳා සිටීම, උෂ්ණත්ව පාලනය සහ වායු පීඩනය ඉතා වැදගත් වේ. TopCon සෛල Poly layer නිෂ්පාදනයේදී බහුලව භාවිතා වේ.
PECVD: තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ අඩු උෂ්ණත්වය (අංශක 450 ට අඩු) ලබා ගැනීම සඳහා PECVD රේඩියෝ සංඛ්‍යාත ප්‍රේරණය මගින් ජනනය කරන ප්ලාස්මා මත රඳා පවතී. අඩු උෂ්ණත්ව තැන්පත් වීම එහි ප්රධාන වාසිය වන අතර එමඟින් බලශක්තිය ඉතිරි කිරීම, පිරිවැය අඩු කිරීම, නිෂ්පාදන ධාරිතාව වැඩි කිරීම සහ ඉහළ උෂ්ණත්වය නිසා ඇති වන සිලිකන් වේෆර්වල සුළුතර වාහකයන්ගේ ජීවිත කාලය පුරාම ක්ෂය වීම අඩු කරයි. එය PERC, TOPCON, සහ HJT වැනි විවිධ සෛලවල ක්‍රියාවලි සඳහා යෙදිය හැක.
ALD: හොඳ පටල ඒකාකාරිත්වය, ඝන සහ සිදුරු නොමැතිව, හොඳ පියවර ආවරණ ලක්ෂණ, අඩු උෂ්ණත්වයකදී සිදු කළ හැකිය (කාමර උෂ්ණත්වය-400℃), පටල ඝනකම සරලව හා නිවැරදිව පාලනය කළ හැකිය, විවිධ හැඩතලවල උපස්ථර සඳහා බහුලව අදාළ වේ, සහ ප්රතික්රියාකාරක ප්රවාහයේ ඒකාකාරිත්වය පාලනය කිරීමට අවශ්ය නොවේ. නමුත් අවාසිය නම් චිත්‍රපට සෑදීමේ වේගය මන්දගාමී වීමයි. නැනෝ ව්‍යුහගත පරිවාරක (Al2O3/TiO2) සහ තුනී පටල විද්‍යුත් විච්ඡේදක සංදර්ශක (TFEL) නිපදවීමට භාවිතා කරන සින්ක් සල්ෆයිඩ් (ZnS) ආලෝක විමෝචක ස්තරය වැනි.
පරමාණුක ස්තර තැන්පත් වීම (ALD) යනු රික්ත ආලේපන ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය තනි පරමාණුක ස්ථරයක ස්වරූපයෙන් ස්ථරයකින් උපස්ථරයක මතුපිට තුනී පටලයක් සාදයි. 1974 තරම් මුල් භාගයේදී, ෆින්ලන්ත ද්රව්ය භෞතික විද්‍යාඥ Tuomo Suntola මෙම තාක්ෂණය දියුණු කර යුරෝ මිලියනයක මිලේනියම් තාක්ෂණ සම්මානය දිනා ගත්තේය. ALD තාක්ෂණය මුලින් භාවිතා කළේ පැතලි පැනල් විද්‍යුත් විච්ඡේදක සංදර්ශක සඳහා වන නමුත් එය බහුලව භාවිතා නොවීය. අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය විසින් ALD තාක්ෂණය භාවිතා කිරීමට පටන් ගත්තේ 21 වන සියවස ආරම්භයේදීය. සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් ඔක්සයිඩ් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම සඳහා අතිශය තුනී අධි-විද්‍යුත් ද්රව්ය නිෂ්පාදනය කිරීමෙන්, ක්ෂේත්‍ර ආචරණ ට්‍රාන්සිස්ටරවල රේඛා පළල අඩු කිරීම නිසා ඇති වූ කාන්දු ධාරා ගැටලුව සාර්ථකව විසඳා, කුඩා රේඛා පළල දෙසට මුවර්ගේ නියමය තවදුරටත් වර්ධනය වීමට පොළඹවයි. ආචාර්ය Tuomo Suntola වරක් කියා සිටියේ ALD මගින් සංඝටකවල ඒකාබද්ධතා ඝනත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැකි බවයි.
පොදු දත්ත පෙන්නුම් කරන්නේ 1974 දී ෆින්ලන්තයේ PICOSUN හි ආචාර්ය Tuomo Suntola විසින් ALD තාක්ෂණය සොයා ගන්නා ලද අතර ඉන්ටෙල් විසින් වැඩි දියුණු කරන ලද 45/32 නැනෝමීටර චිපයේ ඉහළ පාර විද්‍යුත් පටලය වැනි විදේශයන්හි කාර්මිකකරණය වී ඇති බවයි. චීනයේ, මගේ රට විදේශ රටවලට වඩා වසර 30 කට වඩා පසුව ALD තාක්ෂණය හඳුන්වා දුන්නේය. 2010 ඔක්තෝම්බර් මාසයේදී, ෆින්ලන්තයේ PICOSUN සහ Fudan විශ්ව විද්‍යාලය විසින් ප්‍රථම වරට චීනයට ALD තාක්ෂණය හඳුන්වා දෙමින් ප්‍රථම දේශීය ALD අධ්‍යයන හුවමාරු රැස්වීම පවත්වන ලදී.
සාම්ප්‍රදායික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම හා සසඳන විට (CVD) සහ භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PVD), ALD හි වාසි විශිෂ්ට ත්‍රිමාණ අනුකූලතාව, විශාල ප්‍රදේශයේ චිත්‍රපට ඒකාකාරිත්වය සහ නිරවද්‍ය ඝනකම පාලනය වන අතර ඒවා සංකීර්ණ මතුපිට හැඩතල සහ ඉහළ දර්ශන අනුපාත ව්‍යුහයන් මත අතිශය තුනී පටල වැඩීමට සුදුසු වේ.
—දත්ත මූලාශ්‍රය: සිංහුවා විශ්වවිද්‍යාලයේ ක්ෂුද්‍ර-නැනෝ සැකසුම් වේදිකාව—
පශ්චාත්-මුවර් යුගයේදී, වේෆර් නිෂ්පාදනයේ සංකීර්ණත්වය සහ ක්‍රියාවලි පරිමාව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කර ඇත. උදාහරණයක් ලෙස තාර්කික චිප්ස් ගෙන, 45nm ට අඩු ක්‍රියාවලි සහිත නිෂ්පාදන මාර්ග සංඛ්‍යාව වැඩිවීමත් සමඟ, විශේෂයෙන් 28nm සහ ඊට අඩු ක්‍රියාවලි සහිත නිෂ්පාදන මාර්ග, ආලේපන ඝණකම සහ නිරවද්‍යතාවය පාලනය කිරීම සඳහා අවශ්‍යතා වැඩි වේ. බහු නිරාවරණ තාක්ෂණය හඳුන්වා දීමෙන් පසුව, ALD ක්‍රියාවලි පියවර සහ අවශ්ය උපකරණ ගණන සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇත; මතක චිප් ක්ෂේත්රයේ, ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය 2D NAND සිට 3D NAND ව්‍යුහය දක්වා විකාශනය වී ඇත, අභ්‍යන්තර ස්ථර ගණන අඛණ්ඩව වැඩි වී ඇත, සහ සංරචක ක්‍රමයෙන් ඉහළ-ඝනත්ව, ඉහළ දර්ශන අනුපාත ව්‍යුහයන් සහ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉදිරිපත් කර ඇත. ALD මතුවීමට පටන් ගෙන ඇත. අර්ධ සන්නායකවල අනාගත සංවර්ධනයේ ඉදිරිදර්ශනයෙන්, පශ්චාත් මුවර් යුගයේ ALD තාක්ෂණය වඩ වඩාත් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරනු ඇත.
උදාහරණයක් ලෙස, ALD යනු සංකීර්ණ ත්‍රිමාණ ගොඩගැසූ ව්‍යුහවල (3D-NAND වැනි) ආවරණ සහ චිත්‍රපට කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකි එකම තැන්පත් කිරීමේ තාක්ෂණයයි. පහත රූපයෙන් මෙය පැහැදිලිව දැකගත හැකිය. CVD A (නිල්) හි තැන්පත් කර ඇති චිත්රපටය ව්යුහයේ පහළ කොටස සම්පූර්ණයෙන්ම ආවරණය නොකරයි; ආවරණය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා CVD (CVD B) වෙත යම් ක්‍රියාවලි ගැලපීම් සිදු කළද, පහළ ප්‍රදේශයේ චිත්‍රපට ක්‍රියාකාරිත්වය සහ රසායනික සංයුතිය ඉතා දුර්වල වේ (රූපයේ සුදු ප්‍රදේශය); ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ALD තාක්ෂණය භාවිතයෙන් සම්පූර්ණ චිත්‍රපට ආවරණයක් පෙන්නුම් කරන අතර, ව්යුහයේ සෑම අංශයකම උසස් තත්ත්වයේ සහ ඒකාකාරී චිත්‍රපට ගුණාංග සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ.
—-CVD හා සසඳන විට ALD තාක්ෂණයේ පින්තූර වාසි (මූලාශ්‍රය: ASM)—-
CVD තවමත් කෙටි කාලීනව විශාලතම වෙළඳපල කොටස අත්පත් කරගෙන ඇතත්, ALD වේෆර් ෆැබ් උපකරණ වෙළඳපොලේ වේගයෙන්ම වර්ධනය වන කොටස් වලින් එකක් බවට පත්ව ඇත. විශාල වර්ධන විභවයක් ඇති මෙම ALD වෙළඳපොලේ චිප් නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන භූමිකාවක් ඇති ASM යනු ALD උපකරණ ක්ෂේත්රයේ ප්‍රමුඛ සමාගමකි.
පසු කාලය: ජූනි-12-2024