Dunfilmafsetting is om 'n laag film op die hoofsubstraatmateriaal van die halfgeleier te bedek. Hierdie film kan van verskeie materiale gemaak word, soos isolerende verbinding silikondioksied, halfgeleier-polisilikon, metaalkoper, ens. Die toerusting wat vir bedekking gebruik word, word dunfilmafsettingstoerusting genoem.
Vanuit die perspektief van die halfgeleier-skyfie-vervaardigingsproses is dit in die voorste proses geleë.
Die dunfilmvoorbereidingsproses kan in twee kategorieë verdeel word volgens die filmvormingsmetode: fisiese dampafsetting (PVD) en chemiese dampafsetting.(KVD), waaronder CVD-prosestoerusting 'n hoër proporsie uitmaak.
Fisiese dampafsetting (PVD) verwys na die verdamping van die oppervlak van die materiaalbron en afsetting op die oppervlak van die substraat deur laedrukgas/plasma, insluitend verdamping, verstuiwing, ioonbundel, ens.;
Chemiese dampafsetting (KVS) verwys na die proses waar 'n soliede film op die oppervlak van die silikonwafel neergelê word deur 'n chemiese reaksie van 'n gasmengsel. Volgens die reaksietoestande (druk, voorloper) word dit verdeel in atmosferiese drukKVS(APCVD), lae drukKVS(LPCVD), plasma-versterkte CVD (PECVD), hoëdigtheid plasma CVD (HDPCVD) en atoomlaagafsetting (ALD).
LPCVD: LPCVD het beter stapbedekkingsvermoë, goeie samestelling- en struktuurbeheer, hoë afsettingstempo en -uitset, en verminder die bron van deeltjiebesoedeling aansienlik. Deur op verhittingstoerusting as 'n hittebron staat te maak om die reaksie te handhaaf, is temperatuurbeheer en gasdruk baie belangrik. Word wyd gebruik in die polilaagvervaardiging van TopCon-selle.
PECVD: PECVD maak staat op die plasma wat deur radiofrekwensie-induksie gegenereer word om lae temperatuur (minder as 450 grade) van die dunfilmafsettingsproses te bereik. Lae temperatuurafsetting is die grootste voordeel daarvan, waardeur energie bespaar word, koste verminder word, produksiekapasiteit verhoog word en die leeftydverval van minderheidsdraers in silikonwafers wat deur hoë temperatuur veroorsaak word, verminder word. Dit kan toegepas word op die prosesse van verskeie selle soos PERC, TOPCON en HJT.
ALD: Goeie filmuniformiteit, dig en sonder gate, goeie stapbedekkingseienskappe, kan by lae temperatuur (kamertemperatuur -400 ℃) uitgevoer word, kan die filmdikte eenvoudig en akkuraat beheer, is wyd toepaslik op substrate van verskillende vorms, en hoef nie die eenvormigheid van die reaktantvloei te beheer nie. Maar die nadeel is dat die filmvormingspoed stadig is. Soos die sinksulfied (ZnS) liguitstralende laag wat gebruik word om nanogestruktureerde isolators (Al2O3/TiO2) en dunfilm-elektroluminescerende skerms (TFEL) te vervaardig.
Atoomlaagafsetting (ALD) is 'n vakuumbedekkingsproses wat 'n dun film op die oppervlak van 'n substraat laag vir laag vorm in die vorm van 'n enkele atoomlaag. Reeds in 1974 het die Finse materiaalfisikus Tuomo Suntola hierdie tegnologie ontwikkel en die Millennium Tegnologie-toekenning van 1 miljoen euro gewen. ALD-tegnologie is oorspronklik gebruik vir platpaneel-elektroluminescerende skerms, maar dit is nie wyd gebruik nie. Dit was eers aan die begin van die 21ste eeu dat ALD-tegnologie deur die halfgeleierbedryf begin aanvaar is. Deur ultradun hoë-diëlektriese materiale te vervaardig om tradisionele silikonoksied te vervang, het dit die lekstroomprobleem wat veroorsaak word deur die vermindering van die lynwydte van veldeffektransistors suksesvol opgelos, wat Moore se Wet aangespoor het om verder te ontwikkel na kleiner lynwydtes. Dr. Tuomo Suntola het eens gesê dat ALD die integrasiesdigtheid van komponente aansienlik kan verhoog.
Openbare data toon dat ALD-tegnologie in 1974 deur Dr. Tuomo Suntola van PICOSUN in Finland uitgevind is en in die buiteland geïndustrialiseer is, soos die hoë-diëlektriese film in die 45/32 nanometer-skyfie wat deur Intel ontwikkel is. In China het my land ALD-tegnologie meer as 30 jaar later as die buiteland bekendgestel. In Oktober 2010 het PICOSUN in Finland en Fudan Universiteit die eerste binnelandse ALD-akademiese uitruilvergadering aangebied, waartydens ALD-tegnologie vir die eerste keer aan China bekendgestel is.
In vergelyking met tradisionele chemiese dampafsetting (KVS) en fisiese dampafsetting (PVD), is die voordele van ALD uitstekende driedimensionele konformiteit, groot-area filmuniformiteit en presiese diktebeheer, wat geskik is vir die groei van ultra-dun films op komplekse oppervlakvorms en hoë aspekverhoudingstrukture.
—Databron: Mikro-nano-verwerkingsplatform van Tsinghua Universiteit—
In die post-Moore-era is die kompleksiteit en prosesvolume van wafervervaardiging aansienlik verbeter. As ons logika-skyfies as voorbeeld neem, met die toename in die aantal produksielyne met prosesse onder 45 nm, veral die produksielyne met prosesse van 28 nm en laer, is die vereistes vir laagdikte en presisiebeheer hoër. Na die bekendstelling van veelvuldige blootstellingstegnologie het die aantal ALD-prosesstappe en toerusting wat benodig word, aansienlik toegeneem; op die gebied van geheueskyfies het die hoofstroomvervaardigingsproses ontwikkel van 2D NAND na 3D NAND-struktuur, die aantal interne lae het aangehou toeneem, en die komponente het geleidelik hoëdigtheid-, hoë-aspekverhoudingstrukture aangebied, en die belangrike rol van ALD het begin na vore kom. Vanuit die perspektief van die toekomstige ontwikkeling van halfgeleiers sal ALD-tegnologie 'n toenemend belangrike rol speel in die post-Moore-era.
Byvoorbeeld, ALD is die enigste afsettingstegnologie wat aan die dekking- en filmprestasievereistes van komplekse 3D-gestapelde strukture (soos 3D-NAND) kan voldoen. Dit kan duidelik in die figuur hieronder gesien word. Die film wat in CVD A (blou) neergelê is, bedek nie die onderste deel van die struktuur heeltemal nie; selfs al word daar prosesaanpassings aan CVD (CVD B) gemaak om dekking te verkry, is die filmprestasie en chemiese samestelling van die onderste area baie swak (wit area in die figuur); in teenstelling hiermee toon die gebruik van ALD-tegnologie volledige filmbedekking, en hoë kwaliteit en eenvormige filmeienskappe word in alle areas van die struktuur bereik.
—-Voordele van ALD-tegnologie in vergelyking met CVD (Bron: ASM)—-
Alhoewel CVD steeds die grootste markaandeel op kort termyn beklee, het ALD een van die vinnigste groeiende dele van die waferfabriektoerustingmark geword. In hierdie ALD-mark met groot groeipotensiaal en 'n sleutelrol in skyfievervaardiging, is ASM 'n toonaangewende maatskappy op die gebied van ALD-toerusting.
Plasingstyd: 12 Junie 2024