Id-depożizzjoni ta' film irqiq hija l-kisi ta' saff ta' film fuq il-materjal ewlieni tas-sottostrat tas-semikonduttur. Dan il-film jista' jkun magħmul minn diversi materjali, bħal kompost iżolanti tad-dijossidu tas-silikon, polisilikon tas-semikonduttur, ram metalliku, eċċ. It-tagħmir użat għall-kisi jissejjaħ tagħmir ta' depożizzjoni ta' film irqiq.
Mill-perspettiva tal-proċess tal-manifattura taċ-ċippa tas-semikondutturi, dan jinsab fil-proċess front-end.
Il-proċess ta' preparazzjoni ta' film irqiq jista' jinqasam f'żewġ kategoriji skont il-metodu ta' formazzjoni tal-film tiegħu: depożizzjoni fiżika tal-fwar (PVD) u depożizzjoni kimika tal-fwar(CVD), li fosthom it-tagħmir tal-proċess CVD jammonta għal proporzjon ogħla.
Id-depożizzjoni fiżika tal-fwar (PVD) tirreferi għall-vaporizzazzjoni tal-wiċċ tas-sors tal-materjal u d-depożizzjoni fuq il-wiċċ tas-sottostrat permezz ta' gass/plażma bi pressjoni baxxa, inkluż evaporazzjoni, sputtering, raġġ ta' joni, eċċ.;
Depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD) tirreferi għall-proċess ta' depożitu ta' film solidu fuq il-wiċċ tal-wejfer tas-silikon permezz ta' reazzjoni kimika ta' taħlita ta' gass. Skont il-kundizzjonijiet tar-reazzjoni (pressjoni, prekursur), huwa maqsum fi pressjoni atmosferikaCVD(APCVD), pressjoni baxxaCVD(LPCVD), CVD imtejjeb bil-plażma (PECVD), CVD bil-plażma ta' densità għolja (HDPCVD) u depożizzjoni ta' saff atomiku (ALD).
LPCVD: L-LPCVD għandu kapaċità aħjar ta' kopertura tal-passi, kontroll tajjeb tal-kompożizzjoni u l-istruttura, rata għolja ta' depożizzjoni u output, u jnaqqas ħafna s-sors tat-tniġġis tal-partiċelli. Id-dipendenza fuq tagħmir tat-tisħin bħala sors ta' sħana biex tinżamm ir-reazzjoni, il-kontroll tat-temperatura u l-pressjoni tal-gass huma importanti ħafna. Użat ħafna fil-manifattura tas-saff Poly taċ-ċelloli TopCon.
PECVD: Il-PECVD jiddependi fuq il-plażma ġġenerata mill-induzzjoni tal-frekwenza tar-radju biex tikseb temperatura baxxa (inqas minn 450 grad) tal-proċess ta' depożizzjoni ta' film irqiq. Id-depożizzjoni f'temperatura baxxa hija l-vantaġġ ewlieni tagħha, u b'hekk tiffranka l-enerġija, tnaqqas l-ispejjeż, iżżid il-kapaċità tal-produzzjoni, u tnaqqas it-tħassir tul il-ħajja tat-trasportaturi minoritarji fil-wejfers tas-silikon ikkawżat minn temperatura għolja. Tista' tiġi applikata għall-proċessi ta' diversi ċelloli bħal PERC, TOPCON, u HJT.
ALD: Uniformità tajba tal-film, dens u mingħajr toqob, karatteristiċi tajbin ta' kopertura tat-tarġiet, jista' jsir f'temperatura baxxa (temperatura tal-kamra -400 ℃), jista' jikkontrolla l-ħxuna tal-film b'mod sempliċi u preċiż, huwa applikabbli b'mod wiesa' għal sottostrati ta' forom differenti, u m'għandux bżonn jikkontrolla l-uniformità tal-fluss tar-reattant. Iżda l-iżvantaġġ huwa li l-veloċità tal-formazzjoni tal-film hija bil-mod. Bħal pereżempju s-saff li jarmi d-dawl tas-sulfid taż-żingu (ZnS) użat biex jipproduċi iżolaturi nanostrutturati (Al2O3/TiO2) u wirjiet elettroluminixxenti b'film irqiq (TFEL).
Id-depożizzjoni tas-saff atomiku (ALD) hija proċess ta' kisi bil-vakwu li jifforma film irqiq fuq il-wiċċ ta' sottostrat saff b'saff fil-forma ta' saff atomiku wieħed. Sa mill-1974, il-fiżiku tal-materjali Finlandiż Tuomo Suntola żviluppa din it-teknoloġija u rebaħ il-Premju tat-Teknoloġija tal-Millennju ta' miljun ewro. It-teknoloġija ALD oriġinarjament intużat għal wirjiet elettroluminixxenti b'pannelli ċatti, iżda ma ntużatx ħafna. Ma kienx qabel il-bidu tas-seklu 21 li t-teknoloġija ALD bdiet tiġi adottata mill-industrija tas-semikondutturi. Billi mmanifatturat materjali ultra-rqaq b'dielettriċi għoljin biex tissostitwixxi l-ossidu tas-silikon tradizzjonali, solvit b'suċċess il-problema tal-kurrent tat-tnixxija kkawżata mit-tnaqqis tal-wisa' tal-linja tat-transistors tal-effett tal-kamp, u wasslet biex il-Liġi ta' Moore tiżviluppa aktar lejn wisa' tal-linja iżgħar. Dr. Tuomo Suntola darba qal li l-ALD jista' jżid b'mod sinifikanti d-densità tal-integrazzjoni tal-komponenti.
Id-dejta pubblika turi li t-teknoloġija ALD ġiet ivvintata minn Dr. Tuomo Suntola ta' PICOSUN fil-Finlandja fl-1974 u ġiet industrijalizzata barra minn pajjiżha, bħall-film dielettriku għoli fiċ-ċippa ta' 45/32 nanometru żviluppata minn Intel. Fiċ-Ċina, pajjiżi introduċa t-teknoloġija ALD aktar minn 30 sena wara pajjiżi barranin. F'Ottubru 2010, PICOSUN fil-Finlandja u l-Università ta' Fudan ospitaw l-ewwel laqgħa domestika ta' skambju akkademiku tal-ALD, u introduċew it-teknoloġija ALD fiċ-Ċina għall-ewwel darba.
Meta mqabbel mad-depożizzjoni tradizzjonali tal-fwar kimiku (CVD) u d-depożizzjoni fiżika tal-fwar (PVD), il-vantaġġi tal-ALD huma konformità tridimensjonali eċċellenti, uniformità tal-film fuq erja kbira, u kontroll preċiż tal-ħxuna, li huma adattati għat-tkabbir ta' films ultra-rqaq fuq forom tal-wiċċ kumplessi u strutturi b'proporzjon ta' aspett għoli.
—Sors tad-dejta: Pjattaforma tal-ipproċessar mikro-nano tal-Università ta' Tsinghua—
Fl-era ta' wara Moore, il-kumplessità u l-volum tal-proċess tal-manifattura tal-wejfers tjiebu ħafna. Jekk nieħdu bħala eżempju ċ-ċipep loġiċi, biż-żieda fin-numru ta' linji ta' produzzjoni bi proċessi taħt il-45nm, speċjalment il-linji ta' produzzjoni bi proċessi ta' 28nm u inqas, ir-rekwiżiti għall-ħxuna tal-kisi u l-kontroll tal-preċiżjoni huma ogħla. Wara l-introduzzjoni tat-teknoloġija ta' espożizzjoni multipla, in-numru ta' passi tal-proċess ALD u t-tagħmir meħtieġ żdiedu b'mod sinifikanti; fil-qasam taċ-ċipep tal-memorja, il-proċess ewlieni tal-manifattura evolva minn struttura 2D NAND għal 3D NAND, in-numru ta' saffi interni kompla jiżdied, u l-komponenti gradwalment ippreżentaw strutturi ta' densità għolja u proporzjon ta' aspett għoli, u r-rwol importanti tal-ALD beda joħroġ. Mill-perspettiva tal-iżvilupp futur tas-semikondutturi, it-teknoloġija ALD se jkollha rwol dejjem aktar importanti fl-era ta' wara Moore.
Pereżempju, l-ALD hija l-unika teknoloġija ta' depożizzjoni li tista' tissodisfa r-rekwiżiti tal-kopertura u l-prestazzjoni tal-film ta' strutturi kumplessi f'munzelli 3D (bħal 3D-NAND). Dan jista' jidher b'mod ċar fil-figura t'hawn taħt. Il-film depożitat fis-CVD A (blu) ma jkoprix kompletament il-parti t'isfel tal-istruttura; anke jekk isiru xi aġġustamenti tal-proċess għas-CVD (CVD B) biex tinkiseb kopertura, il-prestazzjoni tal-film u l-kompożizzjoni kimika taż-żona t'isfel huma fqar ħafna (żona bajda fil-figura); b'kuntrast, l-użu tat-teknoloġija ALD juri kopertura sħiħa tal-film, u jinkisbu proprjetajiet tal-film ta' kwalità għolja u uniformi fl-oqsma kollha tal-istruttura.
Vantaġġi tat-teknoloġija ALD meta mqabbla mas-CVD (Sors: ASM)
Għalkemm is-CVD għadu jokkupa l-akbar sehem tas-suq fi żmien qasir, l-ALD sar wieħed mill-partijiet li qed jikbru bl-aktar rata mgħaġġla fis-suq tat-tagħmir tal-fabbrikazzjoni tal-wejfers. F'dan is-suq tal-ALD b'potenzjal kbir ta' tkabbir u rwol ewlieni fil-manifattura taċ-ċipep, l-ASM hija kumpanija ewlenija fil-qasam tat-tagħmir tal-ALD.
Ħin tal-posta: 12 ta' Ġunju 2024