থিন ফিল্ম ডিপোজিশন হল সেমিকন্ডাক্টরের মূল সাবস্ট্রেট উপাদানের উপর ফিল্মের একটি স্তর আবরণ করা। এই ফিল্মটি বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, যেমন ইনসুলেটিং যৌগ সিলিকন ডাই অক্সাইড, সেমিকন্ডাক্টর পলিসিলিকন, ধাতু তামা ইত্যাদি। আবরণের জন্য ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলিকে থিন ফিল্ম ডিপোজিশন সরঞ্জাম বলা হয়।
সেমিকন্ডাক্টর চিপ উৎপাদন প্রক্রিয়ার দৃষ্টিকোণ থেকে, এটি ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়ায় অবস্থিত।
পাতলা ফিল্ম তৈরির প্রক্রিয়াটিকে তার ফিল্ম গঠনের পদ্ধতি অনুসারে দুটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: ভৌত বাষ্প জমা (PVD) এবং রাসায়নিক বাষ্প জমা।(সিভিডি), যার মধ্যে সিভিডি প্রক্রিয়া সরঞ্জামের অনুপাত বেশি।
ভৌত বাষ্প জমা (PVD) বলতে বোঝায় উপাদান উৎসের পৃষ্ঠের বাষ্পীভবন এবং নিম্ন-চাপযুক্ত গ্যাস/প্লাজমার মাধ্যমে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে জমা হওয়া, যার মধ্যে রয়েছে বাষ্পীভবন, স্পুটারিং, আয়ন রশ্মি ইত্যাদি;
রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি) বলতে গ্যাস মিশ্রণের রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠে একটি কঠিন স্তর জমা হওয়ার প্রক্রিয়াকে বোঝায়। বিক্রিয়ার অবস্থা (চাপ, পূর্বসূরী) অনুসারে, এটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বিভক্ত।সিভিডি(APCVD), নিম্নচাপসিভিডি(LPCVD), প্লাজমা বর্ধিত CVD (PECVD), উচ্চ ঘনত্বের প্লাজমা CVD (HDPCVD) এবং পারমাণবিক স্তর জমা (ALD)।
LPCVD: LPCVD-এর স্টেপ কভারেজ ক্ষমতা ভালো, গঠন ও গঠন নিয়ন্ত্রণ ভালো, জমার হার বেশি এবং আউটপুট বেশি এবং কণা দূষণের উৎস অনেকাংশে কমিয়ে দেয়। বিক্রিয়া বজায় রাখার জন্য তাপ উৎস হিসেবে গরম করার সরঞ্জামের উপর নির্ভর করা, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ এবং গ্যাসের চাপ খুবই গুরুত্বপূর্ণ। টপকন কোষের পলি লেয়ার তৈরিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
PECVD: PECVD রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন দ্বারা উৎপন্ন প্লাজমার উপর নির্ভর করে পাতলা ফিল্ম জমা করার প্রক্রিয়ার নিম্ন তাপমাত্রা (450 ডিগ্রির কম) অর্জন করে। নিম্ন তাপমাত্রা জমা করা এর প্রধান সুবিধা, যার ফলে শক্তি সঞ্চয় হয়, খরচ হ্রাস পায়, উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং উচ্চ তাপমাত্রার কারণে সিলিকন ওয়েফারে সংখ্যালঘু বাহকগুলির জীবনকাল ক্ষয় হ্রাস পায়। এটি PERC, TOPCON এবং HJT এর মতো বিভিন্ন কোষের প্রক্রিয়াগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
ALD: ভালো ফিল্মের অভিন্নতা, ঘন এবং ছিদ্রবিহীন, ভালো স্টেপ কভারেজ বৈশিষ্ট্য, কম তাপমাত্রায় (ঘরের তাপমাত্রা -400℃) করা যেতে পারে, সহজে এবং সঠিকভাবে ফিল্মের বেধ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, বিভিন্ন আকারের সাবস্ট্রেটের জন্য ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য এবং বিক্রিয়ক প্রবাহের অভিন্নতা নিয়ন্ত্রণ করার প্রয়োজন হয় না। কিন্তু অসুবিধা হল ফিল্ম গঠনের গতি ধীর। যেমন জিঙ্ক সালফাইড (ZnS) আলোক-নির্গমনকারী স্তর যা ন্যানোস্ট্রাকচার্ড ইনসুলেটর (Al2O3/TiO2) এবং পাতলা-ফিল্ম ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট ডিসপ্লে (TFEL) তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
পারমাণবিক স্তর জমা (ALD) হল একটি ভ্যাকুয়াম আবরণ প্রক্রিয়া যা একটি স্তর স্তরের উপর একটি একক পারমাণবিক স্তর আকারে একটি পাতলা আবরণ তৈরি করে। ১৯৭৪ সালের প্রথম দিকে, ফিনিশ পদার্থবিদ টুওমো সান্টোলা এই প্রযুক্তিটি তৈরি করেছিলেন এবং ১ মিলিয়ন ইউরো মিলেনিয়াম প্রযুক্তি পুরষ্কার জিতেছিলেন। ALD প্রযুক্তি মূলত ফ্ল্যাট-প্যানেল ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট ডিসপ্লের জন্য ব্যবহৃত হত, কিন্তু এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত না। একবিংশ শতাব্দীর শুরুতেই সেমিকন্ডাক্টর শিল্প ALD প্রযুক্তি গ্রহণ শুরু করে। ঐতিহ্যবাহী সিলিকন অক্সাইড প্রতিস্থাপনের জন্য অতি-পাতলা উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক উপকরণ তৈরি করে, এটি ফিল্ড এফেক্ট ট্রানজিস্টরের লাইন প্রস্থ হ্রাসের ফলে সৃষ্ট লিকেজ কারেন্ট সমস্যার সফলভাবে সমাধান করে, যার ফলে মুরের আইন আরও ছোট লাইন প্রস্থের দিকে এগিয়ে যায়। ডঃ টুওমো সান্টোলা একবার বলেছিলেন যে ALD উপাদানগুলির ইন্টিগ্রেশন ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে।
জনসাধারণের তথ্য থেকে জানা যায় যে ALD প্রযুক্তি ১৯৭৪ সালে ফিনল্যান্ডের PICOSUN-এর ডঃ তুওমো সুন্টোলা আবিষ্কার করেছিলেন এবং বিদেশে শিল্পোন্নত হয়েছে, যেমন ইন্টেল দ্বারা তৈরি ৪৫/৩২ ন্যানোমিটার চিপে উচ্চ ডাইইলেক্ট্রিক ফিল্ম। চীনে, আমার দেশে বিদেশী দেশগুলির তুলনায় ৩০ বছরেরও বেশি সময় পরে ALD প্রযুক্তি চালু করা হয়েছিল। ২০১০ সালের অক্টোবরে, ফিনল্যান্ডের PICOSUN এবং ফুদান বিশ্ববিদ্যালয় প্রথম দেশীয় ALD একাডেমিক বিনিময় সভা আয়োজন করে, যা প্রথমবারের মতো চীনে ALD প্রযুক্তি চালু করে।
ঐতিহ্যবাহী রাসায়নিক বাষ্প জমার সাথে তুলনা করা (সিভিডি) এবং ভৌত বাষ্প জমা (PVD) এর সুবিধার মধ্যে, ALD-এর সুবিধাগুলি হল চমৎকার ত্রিমাত্রিক কনফর্মালিটি, বৃহৎ-ক্ষেত্রফলের ফিল্মের অভিন্নতা এবং সুনির্দিষ্ট বেধ নিয়ন্ত্রণ, যা জটিল পৃষ্ঠের আকার এবং উচ্চ আকৃতির অনুপাতের কাঠামোতে অতি-পাতলা ফিল্ম তৈরির জন্য উপযুক্ত।
—তথ্য সূত্র: সিংহুয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মাইক্রো-ন্যানো প্রক্রিয়াকরণ প্ল্যাটফর্ম—
মুর-পরবর্তী যুগে, ওয়েফার উৎপাদনের জটিলতা এবং প্রক্রিয়ার পরিমাণ ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে। লজিক চিপগুলিকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, 45nm-এর কম প্রক্রিয়া সম্পন্ন উৎপাদন লাইনের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে, বিশেষ করে 28nm এবং তার কম প্রক্রিয়া সম্পন্ন উৎপাদন লাইনের সাথে, আবরণের পুরুত্ব এবং নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা বেশি। একাধিক এক্সপোজার প্রযুক্তি প্রবর্তনের পর, প্রয়োজনীয় ALD প্রক্রিয়া ধাপ এবং সরঞ্জামের সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে; মেমরি চিপের ক্ষেত্রে, মূলধারার উৎপাদন প্রক্রিয়া 2D NAND থেকে 3D NAND কাঠামোতে বিকশিত হয়েছে, অভ্যন্তরীণ স্তরের সংখ্যা বৃদ্ধি অব্যাহত রয়েছে, এবং উপাদানগুলি ধীরে ধীরে উচ্চ-ঘনত্ব, উচ্চ আকৃতির অনুপাত কাঠামো উপস্থাপন করেছে এবং ALD-এর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা আবির্ভূত হতে শুরু করেছে। সেমিকন্ডাক্টরগুলির ভবিষ্যতের বিকাশের দৃষ্টিকোণ থেকে, মুর-পরবর্তী যুগে ALD প্রযুক্তি ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।
উদাহরণস্বরূপ, ALD হল একমাত্র ডিপোজিশন প্রযুক্তি যা জটিল 3D স্ট্যাকড স্ট্রাকচারের (যেমন 3D-NAND) কভারেজ এবং ফিল্ম পারফরম্যান্সের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। নীচের চিত্রে এটি স্পষ্টভাবে দেখা যাবে। CVD A (নীল) তে জমা হওয়া ফিল্মটি কাঠামোর নীচের অংশকে সম্পূর্ণরূপে ঢেকে রাখে না; কভারেজ অর্জনের জন্য CVD (CVD B) তে কিছু প্রক্রিয়া সমন্বয় করা হলেও, নীচের অংশের ফিল্ম পারফরম্যান্স এবং রাসায়নিক গঠন খুবই খারাপ (চিত্রে সাদা অংশ); বিপরীতে, ALD প্রযুক্তির ব্যবহার সম্পূর্ণ ফিল্ম কভারেজ দেখায় এবং কাঠামোর সমস্ত ক্ষেত্রে উচ্চ-মানের এবং অভিন্ন ফিল্ম বৈশিষ্ট্য অর্জন করা হয়।
—-ছবি CVD এর তুলনায় ALD প্রযুক্তির সুবিধা (সূত্র: ASM)—-
যদিও স্বল্পমেয়াদে CVD এখনও বৃহত্তম বাজার অংশীদারিত্ব দখল করে আছে, ALD ওয়েফার ফ্যাব সরঞ্জাম বাজারের দ্রুততম বর্ধনশীল অংশগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। এই ALD বাজারে, যার বিশাল বৃদ্ধির সম্ভাবনা এবং চিপ উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রয়েছে, ASM ALD সরঞ্জামের ক্ষেত্রে একটি শীর্ষস্থানীয় কোম্পানি।
পোস্টের সময়: জুন-১২-২০২৪