Utuaji wa filamu nyembamba ni kupaka safu ya filamu kwenye nyenzo kuu ya substrate ya semiconductor. Filamu hii inaweza kutengenezwa kwa nyenzo mbalimbali, kama vile kiwanja cha kuhami joto cha silicon dioksidi, polysilicon ya semiconductor, shaba ya chuma, n.k. Vifaa vinavyotumika kwa upakaji huitwa vifaa vya utuaji wa filamu nyembamba.
Kutoka kwa mtazamo wa mchakato wa utengenezaji wa chip ya semiconductor, iko katika mchakato wa mbele.
Mchakato wa utayarishaji wa filamu nyembamba unaweza kugawanywa katika vikundi viwili kulingana na njia yake ya kuunda filamu: uwekaji wa mvuke halisi (PVD) na uwekaji wa mvuke wa kemikali.(CVD), kati ya ambayo vifaa vya mchakato wa CVD huhesabu sehemu kubwa zaidi.
Uwekaji wa mvuke halisi (PVD) unarejelea uvukizi wa uso wa chanzo cha nyenzo na utuaji juu ya uso wa substrate kupitia gesi/plasma yenye shinikizo la chini, ikiwa ni pamoja na uvukizi, sputtering, boriti ya ioni, nk;
Uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) inarejelea mchakato wa kuweka filamu dhabiti kwenye uso wa kaki ya silicon kupitia mmenyuko wa kemikali wa mchanganyiko wa gesi. Kulingana na hali ya mmenyuko (shinikizo, mtangulizi), imegawanywa katika shinikizo la angaCVD(APCVD), shinikizo la chiniCVD(LPCVD), plasma iliyoimarishwa CVD (PECVD), plasma ya msongamano mkubwa CVD (HDPCVD) na uwekaji wa safu ya atomiki (ALD).
LPCVD: LPCVD ina uwezo bora wa kufunika hatua, udhibiti mzuri wa muundo na muundo, kiwango cha juu cha utuaji na pato, na inapunguza kwa kiasi kikubwa chanzo cha uchafuzi wa chembe. Kutegemea vifaa vya kupokanzwa kama chanzo cha joto ili kudumisha majibu, udhibiti wa joto na shinikizo la gesi ni muhimu sana. Inatumika sana katika utengenezaji wa safu ya Poly ya seli za TopCon.
PECVD: PECVD inategemea plasma inayozalishwa na induction ya masafa ya redio ili kufikia joto la chini (chini ya digrii 450) ya mchakato wa uwekaji wa filamu nyembamba. Uwekaji wa halijoto ya chini ndio faida yake kuu, na hivyo kuokoa nishati, kupunguza gharama, kuongeza uwezo wa uzalishaji, na kupunguza uozo wa maisha wa wabebaji wachache katika kaki za silicon zinazosababishwa na joto la juu. Inaweza kutumika kwa michakato ya seli mbalimbali kama vile PERC, TOPCON, na HJT.
ALD: Usawa mzuri wa filamu, mnene na bila mashimo, sifa nzuri za kufunika hatua, zinaweza kufanywa kwa joto la chini (joto la chumba-400 ℃), inaweza kudhibiti unene wa filamu kwa urahisi na kwa usahihi, inatumika sana kwa substrates za maumbo tofauti, na hauhitaji kudhibiti usawa wa mtiririko wa kiitikio. Lakini hasara ni kwamba kasi ya uundaji wa filamu ni polepole. Kama vile safu ya salfidi ya zinki (ZnS) inayotoa mwanga inayotumika kutengeneza vihami visivyo na muundo (Al2O3/TiO2) na vionyesho vya kielektroniki vya filamu nyembamba (TFEL).
Uwekaji wa safu ya atomiki (ALD) ni mchakato wa mipako ya utupu ambayo huunda filamu nyembamba juu ya uso wa safu ya substrate kwa safu katika mfumo wa safu moja ya atomiki. Mapema mwaka wa 1974, mwanafizikia wa nyenzo wa Kifini Tuomo Suntola alitengeneza teknolojia hii na kushinda Tuzo ya Teknolojia ya Milenia ya euro milioni 1. Teknolojia ya ALD ilitumiwa awali kwa maonyesho ya electroluminescent ya gorofa-jopo, lakini haikutumiwa sana. Haikuwa hadi mwanzoni mwa karne ya 21 ambapo teknolojia ya ALD ilianza kupitishwa na tasnia ya semiconductor. Kwa kutengeneza vifaa vya juu-nyembamba vya juu vya dielectric kuchukua nafasi ya oksidi ya silicon ya kitamaduni, ilisuluhisha kwa mafanikio tatizo la sasa la kuvuja lililosababishwa na kupunguzwa kwa upana wa mstari wa transistors za athari ya shamba, na hivyo kusababisha Sheria ya Moore kuendeleza zaidi kuelekea upana wa laini ndogo. Dk. Tuomo Suntola aliwahi kusema kuwa ALD inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa wiani wa ushirikiano wa vipengele.
Takwimu za umma zinaonyesha kuwa teknolojia ya ALD ilivumbuliwa na Dk. Tuomo Suntola wa PICOSUN nchini Finland mnamo 1974 na imekuzwa kiviwanda nje ya nchi, kama vile filamu ya juu ya dielectric katika chip ya nanometa 45/32 iliyotengenezwa na Intel. Nchini China, nchi yangu ilianzisha teknolojia ya ALD zaidi ya miaka 30 baadaye kuliko nchi za kigeni. Mnamo Oktoba 2010, PICOSUN nchini Finland na Chuo Kikuu cha Fudan ziliandaa mkutano wa kwanza wa ndani wa kubadilishana kitaaluma wa ALD, na kutambulisha teknolojia ya ALD nchini China kwa mara ya kwanza.
Ikilinganishwa na uwekaji wa mvuke wa kemikali wa jadi (CVD) na uwekaji wa mvuke halisi (PVD), faida za ALD ni upatanifu bora wa pande tatu, usawa wa filamu wa eneo kubwa, na udhibiti sahihi wa unene, ambao unafaa kwa kukuza filamu nyembamba sana kwenye maumbo changamano ya uso na miundo ya uwiano wa hali ya juu.
-Chanzo cha data: Jukwaa la usindikaji la Micro-nano la Chuo Kikuu cha Tsinghua-
Katika enzi ya baada ya Moore, ugumu na ujazo wa mchakato wa utengenezaji wa kaki umeboreshwa sana. Kuchukua chips za mantiki kama mfano, pamoja na kuongezeka kwa idadi ya mistari ya uzalishaji na michakato chini ya 45nm, haswa mistari ya uzalishaji yenye michakato ya 28nm na chini, mahitaji ya unene wa mipako na udhibiti wa usahihi ni wa juu. Baada ya kuanzishwa kwa teknolojia nyingi za mfiduo, idadi ya hatua za mchakato wa ALD na vifaa vinavyohitajika vimeongezeka kwa kiasi kikubwa; katika uwanja wa chips za kumbukumbu, mchakato wa utengenezaji wa kawaida umebadilika kutoka 2D NAND hadi muundo wa 3D NAND, idadi ya tabaka za ndani imeendelea kuongezeka, na vipengele vimewasilisha hatua kwa hatua muundo wa juu-wiani, uwiano wa hali ya juu, na jukumu muhimu. ya ALD imeanza kujitokeza. Kwa mtazamo wa maendeleo ya baadaye ya semiconductors, teknolojia ya ALD itachukua jukumu muhimu zaidi katika enzi ya baada ya Moore.
Kwa mfano, ALD ndiyo teknolojia pekee ya uwekaji inayoweza kukidhi mahitaji na utendakazi wa filamu wa miundo changamano iliyopangwa kwa 3D (kama vile 3D-NAND). Hii inaweza kuonekana wazi katika takwimu hapa chini. Filamu iliyowekwa kwenye CVD A (bluu) haifai kabisa sehemu ya chini ya muundo; hata ikiwa marekebisho fulani ya mchakato yanafanywa kwa CVD (CVD B) ili kufikia chanjo, utendaji wa filamu na muundo wa kemikali wa eneo la chini ni duni sana (eneo nyeupe kwenye takwimu); kinyume chake, matumizi ya teknolojia ya ALD inaonyesha chanjo kamili ya filamu, na sifa za ubora wa juu na sare za filamu hupatikana katika maeneo yote ya muundo.
—-Picha Manufaa ya teknolojia ya ALD ikilinganishwa na CVD (Chanzo: ASM)—-
Ingawa CVD bado inachukua sehemu kubwa zaidi ya soko kwa muda mfupi, ALD imekuwa moja wapo ya sehemu inayokua kwa kasi ya soko la vifaa vya kitambaa cha kaki. Katika soko hili la ALD lenye uwezo mkubwa wa ukuaji na jukumu muhimu katika utengenezaji wa chip, ASM ni kampuni inayoongoza katika uwanja wa vifaa vya ALD.
Muda wa kutuma: Juni-12-2024