Ang thin film deposition mao ang pagtabon sa usa ka layer sa film sa pangunang substrate material sa semiconductor. Kini nga film mahimong hinimo sa lain-laing mga materyales, sama sa insulating compound nga silicon dioxide, semiconductor polysilicon, metal nga tumbaga, ug uban pa. Ang kagamitan nga gigamit alang sa pagtabon gitawag nga thin film deposition equipment.
Gikan sa perspektibo sa proseso sa paggama sa semiconductor chip, nahimutang kini sa front-end nga proseso.
Ang proseso sa pag-andam sa nipis nga pelikula mahimong bahinon sa duha ka kategorya sumala sa pamaagi sa pagporma niini: pisikal nga vapor deposition (PVD) ug kemikal nga vapor deposition.(CVD), diin ang mga kagamitan sa proseso sa CVD adunay mas taas nga proporsyon.
Ang physical vapor deposition (PVD) nagtumong sa pag-alisngaw sa nawong sa tinubdan sa materyal ug pagdeposito sa nawong sa substrate pinaagi sa low-pressure gas/plasma, lakip ang evaporation, sputtering, ion beam, ug uban pa;
Pagdeposito sa kemikal nga alisngaw (CVD) nagtumong sa proseso sa pagdeposito sa usa ka solidong pelikula sa ibabaw sa silicon wafer pinaagi sa usa ka kemikal nga reaksyon sa sagol nga gas. Sumala sa mga kondisyon sa reaksyon (presyon, precursor), kini gibahin sa presyur sa atmosperaCVD(APCVD), ubos nga presyonCVD(LPCVD), plasma enhanced CVD (PECVD), high density plasma CVD (HDPCVD) ug atomic layer deposition (ALD).
LPCVD: Ang LPCVD adunay mas maayong abilidad sa pagtabon sa mga lakang, maayong komposisyon ug pagkontrol sa istruktura, taas nga deposition rate ug output, ug dako nga nagpamenos sa tinubdan sa polusyon sa partikulo. Ang pagsalig sa mga kagamitan sa pagpainit isip tinubdan sa kainit aron mapadayon ang reaksyon, pagkontrol sa temperatura ug presyur sa gas importante kaayo. Kaylap nga gigamit sa paghimo og Poly layer sa mga TopCon cell.
PECVD: Ang PECVD nagsalig sa plasma nga namugna pinaagi sa radio frequency induction aron makab-ot ang ubos nga temperatura (ubos sa 450 degrees) sa proseso sa thin film deposition. Ang low temperature deposition mao ang pangunang bentaha niini, sa ingon makadaginot sa enerhiya, makapakunhod sa gasto, makadugang sa kapasidad sa produksiyon, ug makapakunhod sa lifetime decay sa mga minority carrier sa silicon wafers nga gipahinabo sa taas nga temperatura. Mahimo kining gamiton sa mga proseso sa lain-laing mga selula sama sa PERC, TOPCON, ug HJT.
ALD: Maayo nga pagkaparehas sa pelikula, dasok ug walay mga lungag, maayo nga kinaiya sa pagtabon sa lakang, mahimo sa ubos nga temperatura (temperatura sa kwarto - 400℃), dali ug tukma nga makontrol ang gibag-on sa pelikula, kaylap nga magamit sa mga substrate nga lainlain ang porma, ug dili kinahanglan nga kontrolon ang pagkaparehas sa pag-agos sa reactant. Apan ang disbentaha mao nga hinay ang katulin sa pagporma sa pelikula. Sama sa zinc sulfide (ZnS) light-emitting layer nga gigamit sa paghimo og nanostructured insulators (Al2O3/TiO2) ug thin-film electroluminescent displays (TFEL).
Ang atomic layer deposition (ALD) usa ka proseso sa vacuum coating nga nagporma og nipis nga pelikula sa ibabaw sa substrate layer por layer sa porma sa usa ka atomic layer. Sayo pa sa 1974, ang Finnish material physicist nga si Tuomo Suntola nakaugmad niini nga teknolohiya ug nakadaog sa 1 milyon nga euro nga Millennium Technology Award. Ang teknolohiya sa ALD orihinal nga gigamit alang sa mga flat-panel electroluminescent display, apan wala kini kaylap nga gigamit. Sa pagsugod pa lang sa ika-21 nga siglo nga ang teknolohiya sa ALD nagsugod sa pagsagop sa industriya sa semiconductor. Pinaagi sa paghimo og ultra-thin high-dielectric nga mga materyales aron pulihan ang tradisyonal nga silicon oxide, malampuson niini nga nasulbad ang problema sa leakage current nga gipahinabo sa pagkunhod sa gilapdon sa linya sa mga field effect transistor, nga nag-aghat sa Moore's Law nga molambo pa ngadto sa mas gagmay nga gilapdon sa linya. Si Dr. Tuomo Suntola miingon kaniadto nga ang ALD mahimong makapausbaw pag-ayo sa integration density sa mga component.
Ang datos sa publiko nagpakita nga ang teknolohiya sa ALD giimbento ni Dr. Tuomo Suntola sa PICOSUN sa Finland niadtong 1974 ug na-industriyalisa sa gawas sa nasud, sama sa high dielectric film sa 45/32 nanometer chip nga gihimo sa Intel. Sa China, gipaila sa akong nasud ang teknolohiya sa ALD kapin sa 30 ka tuig nga mas ulahi kaysa sa mga langyaw nga nasud. Niadtong Oktubre 2010, ang PICOSUN sa Finland ug ang Fudan University nag-host sa unang domestic ALD academic exchange meeting, nga nagpaila sa teknolohiya sa ALD sa China sa unang higayon.
Kon itandi sa tradisyonal nga kemikal nga pagdeposito sa alisngaw (CVD) ug physical vapor deposition (PVD), ang mga bentaha sa ALD mao ang maayo kaayong three-dimensional conformality, large-area film uniformity, ug tukmang thickness control, nga angay para sa pagpatubo og ultra-thin films sa komplikado nga mga porma sa nawong ug taas nga aspect ratio structures.
—Tinubdan sa datos: Plataporma sa pagproseso sa micro-nano sa Tsinghua University—
Sa panahon human ni Moore, ang pagkakomplikado ug gidaghanon sa proseso sa paggama og wafer miuswag pag-ayo. Pananglitan, ang mga logic chip, uban sa pagdaghan sa gidaghanon sa mga linya sa produksiyon nga adunay mga proseso nga ubos sa 45nm, ilabina ang mga linya sa produksiyon nga adunay mga proseso nga 28nm ug ubos pa, ang mga kinahanglanon alang sa gibag-on sa coating ug pagkontrol sa katukma mas taas. Human sa pagpaila sa teknolohiya sa multiple exposure, ang gidaghanon sa mga lakang sa proseso sa ALD ug kagamitan nga gikinahanglan misaka pag-ayo; sa natad sa mga memory chip, ang mainstream nga proseso sa paggama miuswag gikan sa 2D NAND ngadto sa 3D NAND nga istruktura, ang gidaghanon sa mga internal nga layer nagpadayon sa pagdaghan, ug ang mga sangkap anam-anam nga nagpakita sa taas nga densidad, taas nga aspect ratio nga mga istruktura, ug ang importante nga papel sa ALD nagsugod na sa pagtungha. Gikan sa perspektibo sa umaabot nga pag-uswag sa mga semiconductor, ang teknolohiya sa ALD adunay mas hinungdanon nga papel sa panahon human ni Moore.
Pananglitan, ang ALD mao lamang ang teknolohiya sa deposition nga makatubag sa mga kinahanglanon sa coverage ug film performance sa komplikado nga 3D stacked structures (sama sa 3D-NAND). Kini klarong makita sa hulagway sa ubos. Ang film nga gideposito sa CVD A (asul) dili hingpit nga makatabon sa ubos nga bahin sa istruktura; bisan kung adunay pipila ka mga pag-adjust sa proseso nga gihimo sa CVD (CVD B) aron makab-ot ang coverage, ang performance sa film ug kemikal nga komposisyon sa ubos nga lugar dili maayo kaayo (puti nga lugar sa hulagway); sa kasukwahi, ang paggamit sa teknolohiya sa ALD nagpakita sa kompleto nga coverage sa film, ug ang taas nga kalidad ug parehas nga mga kabtangan sa film nakab-ot sa tanan nga mga lugar sa istruktura.
—-Hulagway Mga Kaayohan sa Teknolohiya sa ALD Kon itandi sa CVD (Tinubdan: ASM)—-
Bisan tuod ang CVD nag-okupar gihapon sa pinakadakong bahin sa merkado sa mubo nga panahon, ang ALD nahimong usa sa pinakapaspas nga nagtubo nga bahin sa merkado sa kagamitan sa wafer fab. Niining merkado sa ALD nga adunay dakong potensyal sa pagtubo ug usa ka importanteng papel sa paghimo og chip, ang ASM usa ka nanguna nga kompanya sa natad sa kagamitan sa ALD.
Oras sa pag-post: Hunyo-12-2024