Жұқа пленкамен жабу жартылай өткізгіштің негізгі субстрат материалына пленка қабатын жабу болып табылады. Бұл пленка оқшаулағыш кремний диоксиді, жартылай өткізгіш полискремний, металл мыс және т.б. сияқты әртүрлі материалдардан жасалуы мүмкін. Жабу үшін қолданылатын жабдық жұқа пленкамен жабу жабдығы деп аталады.
Жартылай өткізгіш чипті өндіру процесі тұрғысынан ол алдыңғы процесте орналасқан.
Жұқа қабықша дайындау процесін қабықша қалыптастыру әдісіне сәйкес екі санатқа бөлуге болады: физикалық бу тұндыру (ФБТ) және химиялық бу тұндыру(Жүрек-қан тамырлары аурулары), оның ішінде CVD технологиялық жабдықтары жоғары үлесті құрайды.
Физикалық бу тұндыру (ФБТ) материал көзінің бетінің булануы және төмен қысымды газ/плазма арқылы субстрат бетіне тұндыруды білдіреді, оның ішінде булану, шашыраңқылық, иондық сәуле және т.б.;
Химиялық будың тұндырылуы (Жүрек-қан тамырлары ауруы) газ қоспасының химиялық реакциясы арқылы кремний пластинасының бетіне қатты қабықшаның түсу процесін білдіреді. Реакция жағдайларына (қысым, прекурсор) сәйкес ол атмосфералық қысымға бөлінеді.Жүрек-қан тамырлары ауруы(APCVD), төмен қысымдыЖүрек-қан тамырлары ауруы(LPCVD), плазмамен күшейтілген жүрек-қан тамырлары аурулары (PECVD), жоғары тығыздықтағы плазмалық жүрек-қан тамырлары аурулары (HDPCVD) және атомдық қабатты тұндыру (ALD).
LPCVD: LPCVD жақсы сатылы жабу қабілетіне, жақсы құрам мен құрылымды бақылауға, жоғары тұндыру жылдамдығына және шығысына ие және бөлшектердің ластану көзін айтарлықтай азайтады. Реакцияны ұстап тұру үшін жылу көзі ретінде қыздыру жабдықтарына сүйену, температураны бақылау және газ қысымы өте маңызды. TopCon ұяшықтарының поли қабатын өндіруде кеңінен қолданылады.
PECVD: PECVD жұқа қабықшалы тұндыру процесінің төмен температурасына (450 градустан төмен) жету үшін радиожиілік индукциясы арқылы пайда болған плазмаға сүйенеді. Төмен температуралы тұндыру оның негізгі артықшылығы болып табылады, осылайша энергияны үнемдейді, шығындарды азайтады, өндірістік қуатты арттырады және жоғары температурадан туындаған кремний пластиналарындағы азшылық тасымалдаушылардың өмірлік ыдырауын азайтады. Оны PERC, TOPCON және HJT сияқты әртүрлі жасушалардың процестеріне қолдануға болады.
ALD: Жақсы пленка біркелкілігі, тығыз және тесіктерсіз, жақсы сатылы жабу сипаттамалары, төмен температурада (бөлме температурасы - 400℃) жүзеге асырылуы мүмкін, пленка қалыңдығын қарапайым және дәл басқара алады, әртүрлі пішіндегі субстраттарға кеңінен қолданылады және реагент ағынының біркелкілігін басқаруды қажет етпейді. Бірақ кемшілігі - пленка түзілу жылдамдығының баяу болуы. Мысалы, наноқұрылымды оқшаулағыштарды (Al2O3/TiO2) және жұқа пленкалы электролюминесцентті дисплейлерді (TFEL) өндіру үшін қолданылатын мырыш сульфидінің (ZnS) жарық шығаратын қабаты.
Атомдық қабатты тұндыру (ALD) - бұл субстрат бетінде бір қабаттан екінші қабатқа жұқа қабықша түзетін вакуумдық жабу процесі. 1974 жылы фин материалисті Туомо Сунтола бұл технологияны жасап шығарды және 1 миллион еуролық Мыңжылдық технологиясы сыйлығын жеңіп алды. ALD технологиясы бастапқыда жалпақ панельді электролюминесцентті дисплейлер үшін қолданылған, бірақ ол кеңінен қолданылмады. ALD технологиясы жартылай өткізгіш өнеркәсібінде 21 ғасырдың басында ғана қабылдана бастады. Дәстүрлі кремний оксидін алмастыратын ультра жұқа жоғары диэлектрлік материалдарды өндіру арқылы ол өрістік транзисторлардың сызық енінің азаюынан туындаған ағып кету тогы мәселесін сәтті шешті, бұл Мур заңын сызық енін кішірек етуге қарай одан әрі дамытуға итермеледі. Доктор Туомо Сунтола бір кездері ALD компоненттердің интеграция тығыздығын айтарлықтай арттыра алатынын айтқан.
Жарияланған деректерге сәйкес, ALD технологиясын 1974 жылы Финляндиядағы PICOSUN компаниясының докторы Туомо Сунтола ойлап тапқан және шетелде индустрияландырылған, мысалы, Intel компаниясы әзірлеген 45/32 нанометрлік чиптегі жоғары диэлектрлік пленка. Қытайда менің елім ALD технологиясын шетелдерге қарағанда 30 жылдан астам уақыт кеш енгізді. 2010 жылдың қазан айында Финляндиядағы PICOSUN және Фудань университеті ALD технологиясын алғаш рет Қытайға енгізіп, алғашқы отандық ALD академиялық алмасу кездесуін өткізді.
Дәстүрлі химиялық бумен тұндырумен салыстырғанда (Жүрек-қан тамырлары ауруы) және физикалық бу тұндыру (PVD), ALD артықшылықтары - үш өлшемді конформдылық, үлкен аумақты пленка біркелкілігі және қалыңдығын дәл бақылау, олар күрделі бет пішіндерінде және жоғары арақатынасты құрылымдарда ультра жұқа пленкаларды өсіруге жарамды.
—Дерек көзі: Цинхуа университетінің микронано өңдеу платформасы—
Мурдан кейінгі дәуірде пластина өндірісінің күрделілігі мен процесінің көлемі айтарлықтай жақсарды. Мысал ретінде логикалық чиптерді алсақ, 45 нм-ден төмен процестері бар өндіріс желілерінің, әсіресе 28 нм және одан төмен процестері бар өндіріс желілерінің санының артуымен жабын қалыңдығы мен дәлдікті басқару талаптары жоғарылайды. Бірнеше экспозиция технологиясы енгізілгеннен кейін, қажетті ALD процесінің қадамдары мен жабдықтарының саны айтарлықтай өсті; жад чиптері саласында негізгі өндіріс процесі 2D NAND-тан 3D NAND құрылымына дейін дамыды, ішкі қабаттар саны артуды жалғастырды, ал компоненттер біртіндеп жоғары тығыздықтағы, жоғары арақатынас құрылымдарын ұсынды және ALD-ның маңызды рөлі пайда бола бастады. Жартылай өткізгіштердің болашақ дамуы тұрғысынан ALD технологиясы Мурдан кейінгі дәуірде барған сайын маңызды рөл атқара береді.
Мысалы, ALD - күрделі 3D қабаттасқан құрылымдардың (мысалы, 3D-NAND) жабу және пленка өнімділігі талаптарын қанағаттандыра алатын жалғыз тұндыру технологиясы. Мұны төмендегі суреттен айқын көруге болады. CVD A (көк) қабатына түскен пленка құрылымның төменгі бөлігін толығымен жаппайды; жабуға қол жеткізу үшін CVD (CVD B) қабатына кейбір түзетулер енгізілсе де, пленка өнімділігі мен төменгі аймақтың химиялық құрамы өте нашар (суретте ақ аймақ); керісінше, ALD технологиясын қолдану пленканың толық жабылуын көрсетеді және құрылымның барлық аймақтарында жоғары сапалы және біркелкі пленка қасиеттеріне қол жеткізіледі.
—-Жүрек-қан тамырлары ауруларымен салыстырғанда ALD технологиясының артықшылықтарының суреті (Дереккөз: ASM)—-
CVD қысқа мерзімді перспективада нарықтағы ең үлкен үлесті иеленсе де, ALD пластина фабрикасы жабдықтары нарығының ең жылдам дамып келе жатқан бөліктерінің біріне айналды. Үлкен өсу әлеуеті бар және чип өндірісінде маңызды рөл атқаратын бұл ALD нарығында ASM ALD жабдықтары саласындағы жетекші компания болып табылады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 12 маусым