A deposizione di film sottile hè di rivestisce un stratu di film nantu à u materiale principale di u substratu di u semiconduttore. Stu film pò esse fattu di diversi materiali, cum'è u diossidu di siliciu cumpostu isolante, u polisiliciu semiconduttore, u rame metallicu, ecc. L'equipaggiu utilizatu per u rivestimentu hè chjamatu equipaggiu di deposizione di film sottile.
Da u puntu di vista di u prucessu di fabricazione di chip semiconduttori, si trova in u prucessu front-end.
U prucessu di preparazione di film sottili pò esse divisu in duie categurie secondu u so metudu di furmazione di film: deposizione fisica da vapore (PVD) è deposizione chimica da vapore.(CVD), frà i quali l'attrezzatura di prucessu CVD rapprisenta una proporzione più alta.
A deposizione fisica di vapore (PVD) si riferisce à a vaporizzazione di a superficia di a fonte di materiale è a deposizione nantu à a superficia di u sustratu per mezu di gas / plasma à bassa pressione, cumprese l'evaporazione, u sputtering, u fasciu di ioni, ecc.;
Deposizione chimica di vapore (CVD) si riferisce à u prucessu di depositu di una pellicola solida nantu à a superficia di a cialda di siliciu per via di una reazione chimica di una mistura di gas. Sicondu e cundizioni di reazione (pressione, precursore), hè divisu in pressione atmosfericaCVD(APCVD), bassa pressioneCVD(LPCVD), CVD rinfurzatu da plasma (PECVD), CVD à plasma d'alta densità (HDPCVD) è deposizione di strati atomichi (ALD).
LPCVD: LPCVD hà una megliu capacità di cupertura di passi, un bonu cuntrollu di a cumpusizione è di a struttura, un altu tassu di deposizione è una pruduzzione elevata, è riduce assai a fonte d'inquinamentu da particelle. Affidendu si à l'equipaggiu di riscaldamentu cum'è fonte di calore per mantene a reazione, u cuntrollu di a temperatura è a pressione di u gas sò assai impurtanti. Ampiamente adupratu in a fabricazione di strati poli di e cellule TopCon.
PECVD: U PECVD si basa nantu à u plasma generatu da l'induzione di radiofrequenza per ottene una bassa temperatura (menu di 450 gradi) di u prucessu di deposizione di film sottili. A deposizione à bassa temperatura hè u so principale vantaghju, risparmiendu cusì energia, riducendu i costi, aumentendu a capacità di pruduzzione è riducendu u decadimentu di a vita di i portatori minoritari in i wafer di siliciu causatu da l'alta temperatura. Pò esse applicatu à i prucessi di varie cellule cum'è PERC, TOPCON è HJT.
ALD: Bona uniformità di u filmu, densu è senza buchi, bone caratteristiche di cupertura di passi, pò esse realizatu à bassa temperatura (temperatura ambiente -400 ℃), pò cuntrullà simpliciamente è precisamente u spessore di u filmu, hè largamente applicabile à sustrati di diverse forme, è ùn hà micca bisognu di cuntrullà l'uniformità di u flussu di reagenti. Ma u svantaghju hè chì a velocità di furmazione di u filmu hè lenta. Cum'è u stratu emettitore di luce di sulfuru di zincu (ZnS) utilizatu per pruduce isolanti nanostrutturati (Al2O3 / TiO2) è display elettroluminescenti à film sottile (TFEL).
A deposizione di strati atomichi (ALD) hè un prucessu di rivestimentu à vuoto chì forma una pellicola fina nantu à a superficia di un substratu stratu per stratu in forma di un unicu stratu atomicu. Digià in u 1974, u fisicu finlandese di i materiali Tuomo Suntola hà sviluppatu sta tecnulugia è hà vintu u Millennium Technology Award di 1 milione di euro. A tecnulugia ALD hè stata inizialmente aduprata per i display elettroluminescenti à pannellu pianu, ma ùn hè stata largamente aduprata. Ùn hè statu chè à l'iniziu di u XXI seculu chì a tecnulugia ALD hà cuminciatu à esse aduttata da l'industria di i semiconduttori. Fabbrichendu materiali ultra-sottili à alta dielettricità per rimpiazzà l'ossidu di siliciu tradiziunale, hà risoltu cù successu u prublema di corrente di dispersione causatu da a riduzione di a larghezza di linea di i transistor à effettu di campu, spinghjendu a Legge di Moore à sviluppassi ulteriormente versu larghezze di linea più chjuche. U duttore Tuomo Suntola hà dettu una volta chì ALD pò aumentà significativamente a densità d'integrazione di i cumpunenti.
I dati publichi mostranu chì a tecnulugia ALD hè stata inventata da u duttore Tuomo Suntola di PICOSUN in Finlandia in u 1974 è hè stata industrializzata à l'esteru, cum'è a pellicola à altu dielettricu in u chip di 45/32 nanometri sviluppatu da Intel. In Cina, u mo paese hà introduttu a tecnulugia ALD più di 30 anni dopu à i paesi stranieri. In uttrovi 2010, PICOSUN in Finlandia è l'Università Fudan anu ospitatu a prima riunione naziunale di scambiu accademicu ALD, introducendu a tecnulugia ALD in Cina per a prima volta.
In paragone cù a deposizione chimica di vapore tradiziunale (CVD) è a deposizione fisica da vapore (PVD), i vantaghji di l'ALD sò una cunfurmità tridimensionale eccellente, l'uniformità di u filmu di grande superficia è u cuntrollu precisu di u spessore, chì sò adatti per a crescita di filmi ultra-sottili nantu à forme di superficia cumplesse è strutture cù un altu rapportu d'aspettu.
—Fonte di dati: Piattaforma di trasfurmazione micro-nano di l'Università Tsinghua—
In l'era post-Moore, a cumplessità è u vulume di prucessu di fabricazione di wafer sò stati assai migliurati. Pigliendu i chip logichi cum'è esempiu, cù l'aumentu di u numeru di linee di pruduzzione cù prucessi sottu à 45 nm, in particulare e linee di pruduzzione cù prucessi di 28 nm è sottu, i requisiti per u spessore di u rivestimentu è u cuntrollu di precisione sò più alti. Dopu à l'introduzione di a tecnulugia di esposizione multipla, u numeru di passi di prucessu ALD è l'equipaggiamenti richiesti sò aumentati significativamente; in u campu di i chip di memoria, u prucessu di fabricazione mainstream hè evolutu da a struttura 2D NAND à 3D NAND, u numeru di strati interni hà cuntinuatu à aumentà, è i cumpunenti anu gradualmente presentatu strutture à alta densità è altu rapportu d'aspettu, è u rolu impurtante di ALD hà cuminciatu à emerge. Da a perspettiva di u sviluppu futuru di i semiconduttori, a tecnulugia ALD ghjucherà un rolu sempre più impurtante in l'era post-Moore.
Per esempiu, ALD hè l'unica tecnulugia di deposizione chì pò risponde à i requisiti di cupertura è di prestazione di u filmu di strutture cumplesse impilate 3D (cum'è 3D-NAND). Questu pò esse vistu chjaramente in a figura sottu. U filmu dipusitatu in CVD A (blu) ùn copre micca cumpletamente a parte inferiore di a struttura; ancu s'è certi aghjustamenti di prucessu sò fatti à CVD (CVD B) per ottene a cupertura, e prestazioni di u filmu è a cumpusizione chimica di a zona inferiore sò assai scarse (zona bianca in a figura); in cuntrastu, l'usu di a tecnulugia ALD mostra una cupertura cumpleta di u filmu, è e proprietà di u filmu sò ottenute in tutte e zone di a struttura.
Vantaghji di a tecnulugia ALD in paragone à CVD (Fonte: ASM)
Ancu s'è a CVD occupa sempre a più grande quota di mercatu à cortu termine, l'ALD hè diventata una di e parte di u mercatu di l'equipaggiamenti di fabbricazione di wafer in più rapida crescita. In questu mercatu ALD cù un grande putenziale di crescita è un rolu chjave in a fabricazione di chip, ASM hè una sucietà leader in u campu di l'equipaggiamenti ALD.
Data di publicazione: 12 di ghjugnu di u 2024