Yupqa plyonkani cho'ktirish yarimo'tkazgichning asosiy substrat materialiga plyonka qatlamini qoplashdir. Ushbu plyonka turli xil materiallardan tayyorlanishi mumkin, masalan, izolyatsion birikma kremniy dioksidi, yarimo'tkazgichli polisilikon, metall mis va boshqalar. Qoplash uchun ishlatiladigan asbob-uskunalar yupqa plyonkali cho'kma uskunasi deb ataladi.
Yarimo'tkazgich chiplarini ishlab chiqarish jarayoni nuqtai nazaridan, u oldingi jarayonda joylashgan.
Yupqa plyonkani tayyorlash jarayonini plyonka hosil qilish usuliga ko'ra ikki toifaga bo'lish mumkin: jismoniy bug 'cho'kishi (PVD) va kimyoviy bug'ning cho'kishi.(CVD), ular orasida CVD texnologik uskunalari yuqori ulushga ega.
Jismoniy bug 'cho'kishi (PVD) material manbai sirtining bug'lanishini va past bosimli gaz / plazma orqali, shu jumladan bug'lanish, püskürtme, ion nurlari va boshqalar orqali substrat yuzasida cho'kishni anglatadi;
Kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD) gaz aralashmasining kimyoviy reaksiyasi orqali kremniy gofret yuzasiga qattiq plyonkani joylashtirish jarayonini nazarda tutadi. Reaksiya shartlariga ko'ra (bosim, prekursor) atmosfera bosimiga bo'linadiCVD(APCVD), past bosimCVD(LPCVD), plazma kuchaytirilgan CVD (PECVD), yuqori zichlikdagi plazma CVD (HDPCVD) va atom qatlamini cho'ktirish (ALD).
LPCVD: LPCVD yaxshiroq bosqichli qamrov qobiliyatiga, yaxshi tarkibi va tuzilmasini boshqarishga, yuqori cho'kish tezligiga va chiqishiga ega va zarrachalar ifloslanishi manbasini sezilarli darajada kamaytiradi. Reaksiyani saqlab turish uchun issiqlik manbai sifatida isitish uskunasiga tayanish, haroratni nazorat qilish va gaz bosimi juda muhimdir. TopCon hujayralarini poli qatlamli ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
PECVD: PECVD yupqa plyonka cho'kma jarayonining past haroratiga (450 darajadan past) erishish uchun radiochastota induksiyasi orqali hosil bo'lgan plazmaga tayanadi. Past haroratli yotqizish uning asosiy afzalligi bo'lib, energiyani tejash, xarajatlarni kamaytirish, ishlab chiqarish quvvatini oshirish va yuqori haroratdan kelib chiqqan silikon gofretlardagi ozchilik tashuvchilarning umr bo'yi parchalanishini kamaytiradi. U PERC, TOPCON va HJT kabi turli hujayralar jarayonlariga qo'llanilishi mumkin.
ALD: Yaxshi plyonka bir xilligi, zich va teshiksiz, yaxshi bosqichli qoplama xususiyatlari, past haroratda (xona harorati-400 ℃) amalga oshirilishi mumkin, plyonka qalinligini oddiy va aniq nazorat qilishi mumkin, turli shakldagi substratlarga keng qo'llaniladi va reaktiv oqimining bir xilligini nazorat qilish kerak emas. Ammo kamchilik shundaki, plyonka hosil bo'lish tezligi sekin. Nanostrukturali izolyatorlar (Al2O3/TiO2) va yupqa plyonkali elektroluminesans displeylar (TFEL) ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan rux sulfid (ZnS) yorug'lik chiqaradigan qatlam kabi.
Atom qatlamini cho'ktirish (ALD) - vakuumli qoplama jarayoni bo'lib, u bitta atom qatlami shaklida substrat qatlamining yuzasida yupqa plyonka hosil qiladi. 1974 yilda Finlyandiya material fizigi Tuomo Suntola ushbu texnologiyani ishlab chiqdi va 1 million evrolik Mingyillik Texnologiyasi mukofotini qo'lga kiritdi. ALD texnologiyasi dastlab tekis panelli elektroluminesans displeylar uchun ishlatilgan, ammo u keng qo'llanilmagan. Faqat 21-asrning boshlarida ALD texnologiyasi yarimo'tkazgich sanoati tomonidan qo'llanila boshlandi. An'anaviy kremniy oksidi o'rnini bosadigan ultra yupqa yuqori dielektrik materiallarni ishlab chiqarish orqali u dala effekti tranzistorlarining chiziq kengligining qisqarishi natijasida yuzaga kelgan qochqin oqimi muammosini muvaffaqiyatli hal qildi va Mur qonunini yanada kichikroq chiziq kengliklariga qarab rivojlantirishga undadi. Doktor Tuomo Suntola bir marta ALD komponentlarning integratsiya zichligini sezilarli darajada oshirishi mumkinligini aytdi.
Ommaviy ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ALD texnologiyasi 1974 yilda Finlyandiyada PICOSUN doktori Tuomo Suntola tomonidan ixtiro qilingan va chet elda sanoatlashtirilgan, masalan, Intel tomonidan ishlab chiqilgan 45/32 nanometr chipidagi yuqori dielektrik plyonka. Xitoyda mening mamlakatim ALD texnologiyasini xorijiy mamlakatlarga qaraganda 30 yildan ko'proq keyin joriy etdi. 2010 yil oktyabr oyida Finlyandiyadagi PICOSUN va Fudan universitetida birinchi marta ALD texnologiyasini Xitoyga joriy etgan birinchi mahalliy ALD akademik almashinuv yig'ilishi bo'lib o'tdi.
An'anaviy kimyoviy bug'lanish bilan solishtirganda (CVD) va jismoniy bug 'cho'kishi (PVD), ALD ning afzalliklari mukammal uch o'lchovli konformallik, katta maydonli plyonka bir xilligi va aniq qalinligi nazorati bo'lib, ular murakkab sirt shakllari va yuqori nisbatli tuzilmalarda ultra yupqa plyonkalarni etishtirish uchun mos keladi.
— Maʼlumotlar manbai: Tsinghua universitetining mikro-nano ishlov berish platformasi—
Mur davridan keyingi davrda gofret ishlab chiqarishning murakkabligi va jarayon hajmi sezilarli darajada yaxshilandi. Misol tariqasida mantiqiy chiplarni oladigan bo'lsak, 45 nm dan past jarayonlarga ega bo'lgan ishlab chiqarish liniyalari sonining ko'payishi bilan, ayniqsa 28 nm va undan past jarayonlarga ega bo'lgan ishlab chiqarish liniyalari, qoplama qalinligi va aniqligini nazorat qilish talablari yuqoriroq. Ko'p ta'sir qilish texnologiyasi joriy etilgandan so'ng, ALD jarayon bosqichlari va zarur uskunalar soni sezilarli darajada oshdi; xotira chiplari sohasida asosiy ishlab chiqarish jarayoni 2D NAND dan 3D NAND tuzilishiga aylandi, ichki qatlamlar soni o'sishda davom etdi va komponentlar asta-sekin yuqori zichlikli, yuqori nisbatli tuzilmalarni taqdim etdi va muhim rol o'ynadi. ALD paydo bo'la boshladi. Yarimo'tkazgichlarning kelajakdagi rivojlanishi nuqtai nazaridan, ALD texnologiyasi Murdan keyingi davrda tobora muhim rol o'ynaydi.
Misol uchun, ALD murakkab 3D stacked tuzilmalarning (masalan, 3D-NAND) qoplanishi va kino ishlashi talablariga javob beradigan yagona joylashtirish texnologiyasidir. Buni quyidagi rasmda yaqqol ko'rish mumkin. CVD A (ko'k) da yotqizilgan plyonka strukturaning pastki qismini to'liq qoplamaydi; qoplamaga erishish uchun CVD (CVD B) ga ba'zi texnologik tuzatishlar kiritilgan bo'lsa ham, pastki maydonning plyonka ishlashi va kimyoviy tarkibi juda yomon (rasmdagi oq maydon); farqli o'laroq, ALD texnologiyasidan foydalanish to'liq kino qoplamasini ko'rsatadi va strukturaning barcha sohalarida yuqori sifatli va bir xil kino xususiyatlariga erishiladi.
—-CVD bilan solishtirganda ALD texnologiyasining rasm afzalliklari (Manba: ASM)—-
CVD hali ham qisqa muddatda eng katta bozor ulushini egallab turgan bo'lsa-da, ALD gofret ishlab chiqarish uskunalari bozorining eng tez rivojlanayotgan qismlaridan biriga aylandi. Katta o'sish potentsiali va chip ishlab chiqarishda muhim rol o'ynaydigan ushbu ALD bozorida ASM ALD uskunalari sohasida etakchi kompaniya hisoblanadi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 12-iyun