Depozitimi i filmit të hollë është për të veshur një shtresë filmi në materialin kryesor të nënshtresës së gjysmëpërçuesit. Ky film mund të bëhet nga materiale të ndryshme, si përbërja izoluese e dioksidit të silikonit, polisilikoni gjysmëpërçues, bakri metalik etj. Pajisjet që përdoren për veshjen quhen pajisje për depozitimin e filmit të hollë.
Nga këndvështrimi i procesit të prodhimit të çipave gjysmëpërçues, ai ndodhet në procesin e përparmë.
Procesi i përgatitjes së filmit të hollë mund të ndahet në dy kategori sipas metodës së formimit të filmit: depozitimi fizik i avullit (PVD) dhe depozitimi kimik i avullit.(CVD), ndër të cilat pajisjet e procesit CVD zënë një përqindje më të lartë.
Depozitimi fizik i avullit (PVD) i referohet avullimit të sipërfaqes së burimit të materialit dhe depozitimit në sipërfaqen e nënshtresës përmes gazit/plazmës me presion të ulët, duke përfshirë avullimin, spërkatjen, rrezen e joneve, etj.;
Depozitimi i avullit kimik (CVD) i referohet procesit të depozitimit të një filmi të ngurtë në sipërfaqen e vaferës së silikonit përmes një reaksioni kimik të përzierjes së gazit. Sipas kushteve të reaksionit (presioni, pararendësi) ndahet në presion atmosferikCVD(APCVD), presion i ulëtCVD(LPCVD), CVD e zgjeruar me plazmë (PECVD), CVD me densitet të lartë të plazmës (HDPCVD) dhe depozitimi i shtresës atomike (ALD).
LPCVD: LPCVD ka aftësi më të mirë të mbulimit të hapave, përbërje të mirë dhe kontroll të strukturës, shkallë të lartë të depozitimit dhe rezultat, dhe redukton në masë të madhe burimin e ndotjes së grimcave. Mbështetja në pajisjet e ngrohjes si një burim nxehtësie për të ruajtur reagimin, kontrolli i temperaturës dhe presioni i gazit janë shumë të rëndësishme. Përdoret gjerësisht në prodhimin e shtresave Poly të qelizave TopCon.
PECVD: PECVD mbështetet në plazmën e krijuar nga induksioni i radiofrekuencës për të arritur temperaturë të ulët (më pak se 450 gradë) të procesit të depozitimit të filmit të hollë. Depozitimi në temperaturë të ulët është avantazhi i tij kryesor, duke kursyer energji, duke reduktuar kostot, duke rritur kapacitetin e prodhimit dhe duke reduktuar prishjen gjatë gjithë jetës së transportuesve të pakicës në vaferat e silikonit të shkaktuar nga temperatura e lartë. Mund të aplikohet në proceset e qelizave të ndryshme si PERC, TOPCON dhe HJT.
ALD: Uniformitet i mirë i filmit, i dendur dhe pa vrima, karakteristika të mira të mbulimit të hapave, mund të kryhet në temperaturë të ulët (temperatura e dhomës-400℃), mund të kontrollojë thjesht dhe me saktësi trashësinë e filmit, është gjerësisht i zbatueshëm për nënshtresa të formave të ndryshme, dhe nuk ka nevojë të kontrollojë uniformitetin e rrjedhës së reaktantit. Por disavantazhi është se shpejtësia e formimit të filmit është e ngadaltë. Të tilla si shtresa e dritës emetuese e sulfurit të zinkut (ZnS) që përdoret për të prodhuar izolatorë me nanostrukturë (Al2O3/TiO2) dhe ekrane elektrolumineshente me shtresë të hollë (TFEL).
Depozitimi i shtresës atomike (ALD) është një proces i veshjes me vakum që formon një shtresë të hollë në sipërfaqen e një shtrese shtresë pas shtrese në formën e një shtrese të vetme atomike. Që në vitin 1974, fizikani finlandez i materialit Tuomo Suntola zhvilloi këtë teknologji dhe fitoi Çmimin e Teknologjisë së Mijëvjeçarit prej 1 milion eurosh. Teknologjia ALD fillimisht u përdor për ekranet elektrolumineshente me panel të sheshtë, por nuk u përdor gjerësisht. Vetëm në fillim të shekullit të 21-të teknologjia ALD filloi të adoptohej nga industria e gjysmëpërçuesve. Duke prodhuar materiale ultra të hollë me dielektrikë të lartë për të zëvendësuar oksidin tradicional të silikonit, ai zgjidhi me sukses problemin aktual të rrjedhjes të shkaktuar nga zvogëlimi i gjerësisë së linjës së transistorëve me efekt fushë, duke nxitur Ligjin e Moore të zhvillohet më tej drejt gjerësive më të vogla të linjave. Dr. Tuomo Suntola dikur tha se ALD mund të rrisë ndjeshëm densitetin e integrimit të komponentëve.
Të dhënat publike tregojnë se teknologjia ALD u shpik nga Dr. Tuomo Suntola nga PICOSUN në Finlandë në vitin 1974 dhe është industrializuar jashtë vendit, siç është filmi me dielektrikë të lartë në çipin 45/32 nanometër të zhvilluar nga Intel. Në Kinë, vendi im prezantoi teknologjinë ALD më shumë se 30 vjet më vonë se vendet e huaja. Në tetor 2010, PICOSUN në Finlandë dhe Universiteti Fudan organizuan takimin e parë vendas të shkëmbimit akademik ALD, duke prezantuar teknologjinë ALD në Kinë për herë të parë.
Krahasuar me depozitimin tradicional të avullit kimik (CVD) dhe depozitimi fizik i avullit (PVD), avantazhet e ALD janë konformiteti i shkëlqyer tre-dimensional, uniformiteti i filmit me sipërfaqe të madhe dhe kontrolli i saktë i trashësisë, të cilat janë të përshtatshme për rritjen e filmave ultra të hollë në forma komplekse sipërfaqësore dhe struktura me raport të lartë pamjeje.
- Burimi i të dhënave: Platforma e përpunimit mikro-nano e Universitetit Tsinghua-
Në epokën pas Moore, kompleksiteti dhe vëllimi i procesit të prodhimit të vaferës janë përmirësuar shumë. Duke marrë si shembull çipat logjikë, me rritjen e numrit të linjave të prodhimit me procese nën 45nm, veçanërisht të linjave të prodhimit me procese 28nm e më poshtë, kërkesat për trashësinë e veshjes dhe kontrollin e saktësisë janë më të larta. Pas prezantimit të teknologjisë së ekspozimit të shumëfishtë, numri i hapave të procesit ALD dhe pajisjeve të kërkuara janë rritur ndjeshëm; në fushën e çipave të memories, procesi kryesor i prodhimit ka evoluar nga struktura 2D NAND në strukturën 3D NAND, numri i shtresave të brendshme ka vazhduar të rritet dhe komponentët kanë paraqitur gradualisht struktura me densitet të lartë, raport të lartë aspekti dhe rol të rëndësishëm. e ALD ka filluar të shfaqet. Nga këndvështrimi i zhvillimit të ardhshëm të gjysmëpërçuesve, teknologjia ALD do të luajë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në epokën pas Moore.
Për shembull, ALD është e vetmja teknologji e depozitimit që mund të plotësojë kërkesat e mbulimit dhe performancës së filmit të strukturave komplekse 3D të grumbulluara (si p.sh. 3D-NAND). Kjo mund të shihet qartë në figurën e mëposhtme. Filmi i depozituar në CVD A (blu) nuk mbulon plotësisht pjesën e poshtme të strukturës; edhe nëse bëhen disa rregullime të procesit në CVD (CVD B) për të arritur mbulim, performanca e filmit dhe përbërja kimike e zonës së poshtme janë shumë të dobëta (zona e bardhë në figurë); në të kundërt, përdorimi i teknologjisë ALD tregon mbulim të plotë të filmit dhe vetitë e filmit me cilësi të lartë dhe uniforme arrihen në të gjitha zonat e strukturës.
—-Foto Përparësitë e teknologjisë ALD në krahasim me CVD (Burimi: ASM)—-
Edhe pse CVD ende zë pjesën më të madhe të tregut në terma afatshkurtër, ALD është bërë një nga pjesët me rritje më të shpejtë të tregut të pajisjeve fabrika me vaferë. Në këtë treg ALD me potencial të madh rritjeje dhe një rol kyç në prodhimin e çipave, ASM është një kompani lider në fushën e pajisjeve ALD.
Koha e postimit: Qershor-12-2024