Dënnschichtoflagerung ass d'Beschichtung vun enger Schicht Film op dem Haaptsubstratmaterial vum Hallefleeder. Dëse Film kann aus verschiddene Materialien hiergestallt ginn, wéi zum Beispill Isolatiounsverbindung Siliziumdioxid, Hallefleederpolysilizium, Metallkoffer, etc. D'Ausrüstung, déi fir d'Beschichtung benotzt gëtt, gëtt Dënnschichtoflagerungsausrüstung genannt.
Aus der Perspektiv vum Fabrikatiounsprozess vun Hallefleiterchips läit en am Frontend-Prozess.
De Prozess vun der Virbereedung vun Dënnschichten kann no senger Filmbildungsmethod an zwou Kategorien opgedeelt ginn: kierperlech Dampfoflagerung (PVD) a chemesch Dampfoflagerung.(CVD), dorënner CVD-Veraarbechtungsausrüstung e méi héijen Undeel.
Physikalesch Dampfoflagerung (PVD) bezitt sech op d'Verdampfung vun der Uewerfläch vun der Materialquell an d'Oflagerung op der Uewerfläch vum Substrat duerch Nidderdrockgas/Plasma, inklusiv Verdampfung, Sputtering, Ionenstrahl, etc.;
Chemesch Dampfdepositioun (CVD) bezitt sech op de Prozess vun der Oflagerung vun engem feste Film op der Uewerfläch vun engem Siliziumwafer duerch eng chemesch Reaktioun vun engem Gasmëschung. No de Reaktiounsbedingungen (Drock, Virleefer) gëtt et an Atmosphärendrock opgedeeltCVD(APCVD), NidderdrockCVD(LPCVD), plasmaverstäerkt CVD (PECVD), héichdicht Plasma-CVD (HDPCVD) an Atomschichtoflagerung (ALD).
LPCVD: LPCVD huet eng besser Stufenofdeckung, eng gutt Kontroll iwwer d'Zesummesetzung an d'Struktur, eng héich Oflagerungsquote an -output a reduzéiert d'Quell vun der Partikelverschmotzung däitlech. Well d'Heizungsanlagen als Hëtztquell benotzt ginn, fir d'Reaktioun z'erhalen, si Temperaturkontroll an den Gasdrock ganz wichteg. Vill benotzt an der Polyschichtfabrikatioun vun TopCon-Zellen.
PECVD: PECVD baséiert op dem Plasma, dat duerch Radiofrequenzinduktioun generéiert gëtt, fir eng niddreg Temperatur (manner wéi 450 Grad) vum Dënnschichtoflagerungsprozess z'erreechen. Déi niddreg Temperaturoflagerung ass säin Haaptvirdeel, wouduerch Energie gespuert gëtt, Käschte reduzéiert ginn, d'Produktiounskapazitéit erhéicht gëtt an den duerch héich Temperatur verursaachten Zerfall vu Minoritéitsträger a Siliziumwafers reduzéiert gëtt. Et kann op d'Prozesser vu verschiddene Zellen wéi PERC, TOPCON an HJT ugewannt ginn.
ALD: Gud Filmuniformitéit, dicht an ouni Lächer, gutt Schrëttofdeckungseigenschaften, kann bei niddreger Temperatur (Raumtemperatur -400 ℃) duerchgefouert ginn, kann d'Filmedicke einfach a präzis kontrolléieren, ass wäit verbreet op Substrater vu verschiddene Formen uwendbar, an et muss d'Uniformitéit vum Reaktantfloss net kontrolléiert ginn. Awer den Nodeel ass datt d'Filmbildungsgeschwindegkeet lues ass. Wéi zum Beispill d'Liichtemittéierend Zinksulfid (ZnS), déi benotzt gëtt fir nanostrukturéiert Isolatoren (Al2O3/TiO2) an Dënnfilm-elektrolumineszent Displays (TFEL) ze produzéieren.
Atomeschichtoflagerung (ALD) ass e Vakuumbeschichtungsprozess, bei deem eng dënn Schicht op der Uewerfläch vun engem Substrat Schicht fir Schicht a Form vun enger eenzeger Atomschicht geformt gëtt. Schonn 1974 huet de finnesche Materialphysiker Tuomo Suntola dës Technologie entwéckelt a mat engem Präis vun 1 Millioun Euro de Millennium Technology Award gewonnen. D'ALD-Technologie gouf ursprénglech fir elektrolumineszent Flachbildschirmer benotzt, awer si gouf net wäit verbreet. Eréischt um Ufank vum 21. Joerhonnert gouf d'ALD-Technologie vun der Hallefleederindustrie adoptéiert. Duerch d'Produktioun vun ultradënne Materialien mat héijem Dielektrizitéit fir den traditionelle Siliziumoxid z'ersetzen, huet si erfollegräich de Problem vum Leckstroum geléist, deen duerch d'Reduktioun vun der Linnbreet vu Feldeffekttransistoren verursaacht gouf, wat d'Gesetz vum Moore dozou bruecht huet, sech weider a Richtung méi kleng Linnbreeten z'entwéckelen. Den Dr. Tuomo Suntola huet eemol gesot, datt ALD d'Integratiounsdicht vu Komponenten däitlech erhéije kann.
Öffentlech Donnéeë weisen datt d'ALD-Technologie vum Dr. Tuomo Suntola vu PICOSUN a Finnland am Joer 1974 erfonnt gouf an am Ausland industrialiséiert gouf, wéi zum Beispill de Film mat héijer Dielektrizitéit am 45/32 Nanometer-Chip, deen vun Intel entwéckelt gouf. A China huet mäi Land d'ALD-Technologie méi wéi 30 Joer méi spéit wéi am Ausland agefouert. Am Oktober 2010 hunn PICOSUN a Finnland an d'Fudan Universitéit déi éischt national akademesch ALD-Austauschversammlung organiséiert, wouduerch d'ALD-Technologie fir d'éischt Kéier a China agefouert gouf.
Am Verglach mat der traditioneller chemescher Dampfdepositioun (CVD) a physikalescher Dampfoflagerung (PVD), sinn d'Virdeeler vun ALD exzellent dräidimensional Konformitéit, groussflächeg Filmuniformitéit a präzis Décktkontroll, déi gëeegent sinn fir ultradënn Filmer op komplexen Uewerflächenformen a Strukturen mat héijem Aspektverhältnis ze wuessen.
—Datequell: Mikro-Nano-Veraarbechtungsplattform vun der Tsinghua Universitéit—
An der Post-Moore-Ära sinn d'Komplexitéit an de Prozessvolumen vun der Waferherstellung staark verbessert ginn. Zum Beispill Logikchips: Mat der Zounimm vun der Zuel vu Produktiounslinne mat Prozesser ënner 45 nm, besonnesch d'Produktiounslinne mat Prozesser vun 28 nm an drënner, sinn d'Ufuerderunge fir d'Beschichtungsdicke an d'Prezisiounskontroll méi héich ginn. Nom Aféierung vun der Multiple-Expositiounstechnologie ass d'Zuel vun den ALD-Prozessschrëtt an den erfuerderlechen Ausrüstung däitlech eropgaang; am Beräich vun de Speicherchips huet sech de Mainstream-Fabrikatiounsprozess vun enger 2D-NAND-Struktur op eng 3D-NAND-Struktur entwéckelt, d'Zuel vun den internen Schichten ass weider eropgaang, an d'Komponenten hunn no an no Strukturen mat héijer Dicht an engem héijen Aspektverhältnis presentéiert, an déi wichteg Roll vun der ALD huet ugefaang sech ze weisen. Aus der Perspektiv vun der zukünfteger Entwécklung vun den Hallefleeder wäert d'ALD-Technologie an der Post-Moore-Ära eng ëmmer méi wichteg Roll spillen.
Zum Beispill ass ALD déi eenzeg Oflagerungstechnologie, déi d'Ofdeckungs- a Filmleistungsufuerderunge vu komplexe 3D-gestapelte Strukturen (wéi 3D-NAND) erfëlle kann. Dëst kann een an der Figur hei ënnendrënner gutt gesinn. De Film, deen an CVD A (blo) ofgesat gëtt, deckt den ënneschten Deel vun der Struktur net komplett of; och wann e puer Prozessupassungen un der CVD (CVD B) gemaach ginn, fir eng Ofdeckung z'erreechen, sinn d'Filmpleistung an d'chemesch Zesummesetzung vum ënneschten Deel ganz schlecht (wäisst Beräich an der Figur); am Géigesaz dozou weist d'Benotzung vun der ALD-Technologie eng komplett Filmofdeckung, an et ginn héichqualitativ an eenheetlech Filmeegeschafte an alle Beräicher vun der Struktur erreecht.
—-Bild Virdeeler vun der ALD-Technologie am Verglach mat CVD (Quell: ASM)—-
Och wann CVD kuerzfristeg nach ëmmer de gréisste Maartundeel huet, ass ALD zu engem vun de séierst wuessenden Deeler vum Wafer-Fab-Ausrüstungsmaart ginn. An dësem ALD-Maart mat groussem Wuestumspotenzial an enger Schlësselroll an der Chipproduktioun ass ASM eng féierend Firma am Beräich vun ALD-Ausrüstung.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 12. Juni 2024