Deposisi film tipis yaiku kanggo nutupi lapisan film ing bahan substrat utama semikonduktor. Film iki bisa digawe saka macem-macem bahan, kayata senyawa insulasi silikon dioksida, polisilikon semikonduktor, logam tembaga, lan liya-liyane. Peralatan sing digunakake kanggo lapisan diarani peralatan deposisi film tipis.
Saka perspektif proses manufaktur chip semikonduktor, dumunung ing proses front-end.
Proses persiapan film tipis bisa dipérang dadi rong kategori miturut metode pembentukan film: deposisi uap fisik (PVD) lan deposisi uap kimia.(CVD), ing antarane peralatan proses CVD nyumbang proporsi sing luwih dhuwur.
Deposisi uap fisik (PVD) nuduhake penguapan permukaan sumber materi lan deposisi ing permukaan substrat liwat gas/plasma tekanan rendah, kalebu penguapan, sputtering, sinar ion, lan liya-liyane;
Deposisi uap kimia (CVD (Kerusakan Jantung)) nuduhake proses deposit film padat ing permukaan wafer silikon liwat reaksi kimia campuran gas. Miturut kondisi reaksi (tekanan, prekursor), iki dipérang dadi tekanan atmosferCVD (Kerusakan Jantung)(APCVD), tekanan rendahCVD (Kerusakan Jantung)(LPCVD), CVD sing ditingkatake plasma (PECVD), CVD plasma kapadhetan dhuwur (HDPCVD) lan deposisi lapisan atom (ALD).
LPCVD: LPCVD nduweni kemampuan jangkoan langkah sing luwih apik, kontrol komposisi lan struktur sing apik, tingkat deposisi lan output sing dhuwur, lan nyuda sumber polusi partikel kanthi signifikan. Ngandelake peralatan pemanas minangka sumber panas kanggo njaga reaksi, kontrol suhu lan tekanan gas penting banget. Digunakake sacara wiyar ing manufaktur lapisan Poli sel TopCon.
PECVD: PECVD gumantung marang plasma sing diasilake dening induksi frekuensi radio kanggo entuk suhu endhek (kurang saka 450 derajat) saka proses deposisi film tipis. Deposisi suhu endhek minangka kauntungan utama, saengga ngirit energi, nyuda biaya, nambah kapasitas produksi, lan nyuda kerusakan operator minoritas sajrone urip ing wafer silikon sing disebabake dening suhu dhuwur. Iki bisa diterapake ing proses macem-macem sel kayata PERC, TOPCON, lan HJT.
ALD: Keseragaman film sing apik, padhet lan tanpa bolongan, karakteristik jangkoan langkah sing apik, bisa ditindakake ing suhu rendah (suhu ruangan-400℃), bisa ngontrol kekandelan film kanthi gampang lan akurat, bisa ditrapake sacara wiyar kanggo substrat kanthi macem-macem bentuk, lan ora perlu ngontrol keseragaman aliran reaktan. Nanging kekurangane yaiku kecepatan pembentukan film alon. Kayata lapisan pemancar cahya seng sulfida (ZnS) sing digunakake kanggo ngasilake insulator nanostruktur (Al2O3/TiO2) lan tampilan electroluminescent film tipis (TFEL).
Deposisi lapisan atom (ALD) yaiku proses pelapisan vakum sing mbentuk film tipis ing permukaan substrat lapisan demi lapisan ing wangun lapisan atom tunggal. Wiwit taun 1974, fisikawan material Finlandia Tuomo Suntola ngembangake teknologi iki lan menang penghargaan Millennium Technology Award 1 yuta euro. Teknologi ALD wiwitane digunakake kanggo tampilan electroluminescent panel datar, nanging ora digunakake sacara wiyar. Nganti awal abad kaping 21 teknologi ALD wiwit diadopsi dening industri semikonduktor. Kanthi nggawe bahan dielektrik dhuwur ultra-tipis kanggo ngganti silikon oksida tradisional, teknologi iki kasil ngrampungake masalah arus bocor sing disebabake dening pengurangan jembar garis transistor efek medan, sing nyebabake Hukum Moore luwih berkembang menyang jembar garis sing luwih cilik. Dr. Tuomo Suntola nate ujar manawa ALD bisa nambah kapadhetan integrasi komponen kanthi signifikan.
Data umum nuduhake yen teknologi ALD ditemokake dening Dr. Tuomo Suntola saka PICOSUN ing Finlandia ing taun 1974 lan wis diindustrialisasi ing luar negeri, kayata film dielektrik dhuwur ing chip 45/32 nanometer sing dikembangake dening Intel. Ing China, negaraku ngenalake teknologi ALD luwih saka 30 taun luwih suwe tinimbang negara manca. Ing Oktober 2010, PICOSUN ing Finlandia lan Universitas Fudan nganakake rapat pertukaran akademik ALD domestik pisanan, ngenalake teknologi ALD menyang China kanggo pisanan.
Dibandhingake karo deposisi uap kimia tradisional (CVD (Kerusakan Jantung)) lan deposisi uap fisik (PVD), kaluwihane ALD yaiku konformitas telung dimensi sing apik banget, keseragaman film area sing amba, lan kontrol kekandelan sing tepat, sing cocog kanggo ngembangake film ultra-tipis ing bentuk permukaan sing kompleks lan struktur rasio aspek sing dhuwur.
—Sumber data: Platform pangolahan mikro-nano Universitas Tsinghua—
Ing jaman pasca-Moore, kerumitan lan volume proses manufaktur wafer wis saya apik banget. Njupuk chip logika minangka conto, kanthi tambah akeh jalur produksi kanthi proses ing ngisor 45nm, utamane jalur produksi kanthi proses 28nm lan ing ngisor iki, syarat kanggo kekandelan lapisan lan kontrol presisi luwih dhuwur. Sawise introduksi teknologi paparan ganda, jumlah langkah proses ALD lan peralatan sing dibutuhake wis tambah akeh; ing bidang chip memori, proses manufaktur utama wis berkembang saka struktur 2D NAND dadi 3D NAND, jumlah lapisan internal terus tambah, lan komponen wis mboko sithik nampilake struktur rasio aspek kapadhetan dhuwur, lan peran penting ALD wis wiwit muncul. Saka perspektif pangembangan semikonduktor ing mangsa ngarep, teknologi ALD bakal nduweni peran sing saya penting ing jaman pasca-Moore.
Contone, ALD minangka siji-sijine teknologi deposisi sing bisa nyukupi syarat jangkoan lan kinerja film saka struktur tumpukan 3D sing kompleks (kayata 3D-NAND). Iki bisa dideleng kanthi jelas ing gambar ing ngisor iki. Film sing didepositake ing CVD A (biru) ora nutupi kabeh bagean ngisor struktur; sanajan sawetara penyesuaian proses digawe kanggo CVD (CVD B) kanggo entuk jangkoan, kinerja film lan komposisi kimia saka area ngisor kurang apik (area putih ing gambar); kosok baline, panggunaan teknologi ALD nuduhake jangkoan film sing lengkap, lan sifat film sing berkualitas tinggi lan seragam digayuh ing kabeh area struktur.
—-Gambar Kauntungan teknologi ALD dibandhingake karo CVD (Sumber: ASM)—-
Senajan CVD isih nduweni pangsa pasar paling gedhe ing jangka pendek, ALD wis dadi salah sawijining bagean sing paling cepet berkembang ing pasar peralatan pabrik wafer. Ing pasar ALD iki kanthi potensi pertumbuhan sing gedhe lan peran penting ing manufaktur chip, ASM minangka perusahaan terkemuka ing bidang peralatan ALD.
Wektu kiriman: 12 Juni 2024