ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଜମା ହେଉଛି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀର ମୁଖ୍ୟ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଉପରେ ଫିଲ୍ମର ଏକ ସ୍ତର ଆବରଣ କରିବା। ଏହି ଫିଲ୍ମ ବିଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀରୁ ତିଆରି ହୋଇପାରିବ, ଯେପରିକି ଇନସୁଲେଟିଂ ଯୌଗିକ ସିଲିକନ୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍, ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପଲିସିଲିକନ୍, ଧାତୁ ତମ୍ବା, ଇତ୍ୟାଦି। ଆବରଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ଉପକରଣକୁ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଜମା ଉପକରଣ କୁହାଯାଏ।
ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଚିପ୍ ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, ଏହା ଫ୍ରଣ୍ଟ-ଏଣ୍ଡ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଅବସ୍ଥିତ।
ପତଳା ଫିଲ୍ମ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଏହାର ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ପଦ୍ଧତି ଅନୁସାରେ ଦୁଇଟି ବର୍ଗରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇପାରେ: ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (PVD) ଏବଂ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା।(ସିଭିଡି), ଯାହା ମଧ୍ୟରେ CVD ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉପକରଣର ଅନୁପାତ ଅଧିକ।
ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ନିକ୍ଷେପଣ (PVD) ହେଉଛି ଭୌତିକ ଉତ୍ସର ପୃଷ୍ଠର ବାଷ୍ପୀକରଣ ଏବଂ ନିମ୍ନ-ଚାପ ଗ୍ୟାସ୍/ପ୍ଲାଜମା ମାଧ୍ୟମରେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ନିକ୍ଷେପଣ, ଯେଉଁଥିରେ ବାଷ୍ପୀଭବନ, ସ୍ପଟରିଂ, ଆୟନ୍ ବିମ୍ ଇତ୍ୟାଦି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ;
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (ସିଭିଡି) ଗ୍ୟାସ ମିଶ୍ରଣର ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ସିଲିକନ୍ ୱେଫରର ପୃଷ୍ଠରେ ଏକ କଠିନ ଫିଲ୍ମ ଜମା କରିବାର ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବୁଝାଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା (ଚାପ, ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ) ଅନୁସାରେ, ଏହାକୁ ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ଚାପରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି।ସିଭିଡି(APCVD), କମ୍ ଚାପସିଭିଡି(LPCVD), ପ୍ଲାଜମା ବର୍ଦ୍ଧିତ CVD (PECVD), ଉଚ୍ଚ ଘନତା ପ୍ଲାଜମା CVD (HDPCVD) ଏବଂ ପରମାଣୁ ସ୍ତର ନିରୂପଣ (ALD)।
LPCVD: LPCVD ରେ ଉନ୍ନତ ଷ୍ଟେପ୍ କଭରେଜ୍ କ୍ଷମତା, ଭଲ ଗଠନ ଏବଂ ଗଠନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ, ଉଚ୍ଚ ଜମା ହାର ଏବଂ ଆଉଟପୁଟ୍ ଅଛି, ଏବଂ କଣିକା ପ୍ରଦୂଷଣର ଉତ୍ସକୁ ବହୁ ପରିମାଣରେ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ଉତ୍ତାପ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ଗରମ ଉପକରଣ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରିବା, ତାପମାତ୍ରା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ଗ୍ୟାସ ଚାପ ବହୁତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଟପକନ୍ କୋଷଗୁଡ଼ିକର ପଲି ଲେୟାର ନିର୍ମାଣରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
PECVD: ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟାର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା (450 ଡିଗ୍ରୀରୁ କମ୍) ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ PECVD ରେଡିଓ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଇଣ୍ଡକ୍ସନ ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ପ୍ଲାଜମା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଜମା ଏହାର ମୁଖ୍ୟ ସୁବିଧା, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଶକ୍ତି ସଞ୍ଚୟ ହୁଏ, ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ ହୁଏ, ଉତ୍ପାଦନ କ୍ଷମତା ବୃଦ୍ଧି ହୁଏ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ଯୋଗୁଁ ସିଲିକନ୍ ୱେଫରରେ ସଂଖ୍ୟାଲଘୁ ବାହକଙ୍କ ଜୀବନକାଳ କ୍ଷୟ ହ୍ରାସ ହୁଏ। ଏହାକୁ PERC, TOPCON, ଏବଂ HJT ଭଳି ବିଭିନ୍ନ କୋଷର ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇପାରିବ।
ALD: ଭଲ ଫିଲ୍ମ ସମାନତା, ଘନ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ବିନା, ଭଲ ଷ୍ଟେପ୍ କଭରେଜ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ, କମ ତାପମାତ୍ରାରେ (କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରା -400℃) କରାଯାଇପାରିବ, ଫିଲ୍ମ ଘନତାକୁ ସରଳ ଏବଂ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିପାରିବ, ବିଭିନ୍ନ ଆକୃତିର ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପାଇଁ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ, ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀ ପ୍ରବାହର ସମାନତାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାକୁ ଆବଶ୍ୟକ ନାହିଁ। କିନ୍ତୁ ଅସୁବିଧା ହେଉଛି ଫିଲ୍ମ ଗଠନ ଗତି ଧୀର। ଯେପରିକି ଜିଙ୍କ ସଲଫାଇଡ୍ (ZnS) ଆଲୋକ-ନିର୍ଗମନ ସ୍ତର ନାନୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର୍ଡ ଇନସୁଲେଟର (Al2O3/TiO2) ଏବଂ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲୁମିନେସେଣ୍ଟ ଡିସପ୍ଲେ (TFEL) ଉତ୍ପାଦନ କରିବାକୁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
ପରମାଣୁ ସ୍ତର ଡିପୋଜିସନ (ALD) ଏକ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହା ଏକ ପରମାଣୁ ସ୍ତର ଆକାରରେ ଏକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସ୍ତରର ପୃଷ୍ଠରେ ଏକ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କରେ। 1974 ମସିହାରେ, ଫିନିଶ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପଦାର୍ଥବିଜ୍ଞାନୀ ଟୁଓମୋ ସୁଣ୍ଟୋଲା ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିକଶିତ କରିଥିଲେ ଏବଂ 1 ନିୟୁତ ୟୁରୋ ମିଲେନିୟମ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପୁରସ୍କାର ଜିତିଥିଲେ। ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ମୂଳତଃ ଫ୍ଲାଟ୍-ପ୍ୟାନେଲ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲୁମିନେସେଣ୍ଟ ଡିସପ୍ଲେ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥିଲା, କିନ୍ତୁ ଏହା ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇନଥିଲା। 21 ଶତାବ୍ଦୀର ଆରମ୍ଭ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଶିଳ୍ପ ଦ୍ୱାରା ଗ୍ରହଣ କରାଯିବା ଆରମ୍ଭ ହୋଇନଥିଲା। ପାରମ୍ପରିକ ସିଲିକନ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ପତଳା ଉଚ୍ଚ-ଡାଇଏଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ନିର୍ମାଣ କରି, ଏହା କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଭାବ ଟ୍ରାଞ୍ଜିଷ୍ଟରଗୁଡ଼ିକର ରେଖା ପ୍ରସ୍ଥ ହ୍ରାସ ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟ ଲିକେଜ୍ କରେଣ୍ଟ୍ ସମସ୍ୟାକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ସମାଧାନ କରିଥିଲା, ଯାହା ମୁର୍ଙ୍କ ନିୟମକୁ ଛୋଟ ରେଖା ପ୍ରସ୍ଥ ଆଡ଼କୁ ଆହୁରି ବିକାଶ କରିବାକୁ ପ୍ରେରଣା ଦେଇଥିଲା। ଡକ୍ଟର ଟୁଓମୋ ସୁଣ୍ଟୋଲା ଥରେ କହିଥିଲେ ଯେ ALD ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ଏକୀକରଣ ଘନତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ।
ସାର୍ବଜନୀନ ତଥ୍ୟ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା 1974 ମସିହାରେ ଫିନଲ୍ୟାଣ୍ଡର PICOSUNର ଡକ୍ଟର ଟୁଓମୋ ସୁଣ୍ଟୋଲାଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ଉଦ୍ଭାବିତ ହୋଇଥିଲା ଏବଂ ବିଦେଶରେ ଶିଳ୍ପାୟନ କରାଯାଇଛି, ଯେପରିକି Intel ଦ୍ୱାରା ବିକଶିତ 45/32 ନାନୋମିଟର ଚିପରେ ଉଚ୍ଚ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଫିଲ୍ମ। ଚୀନରେ, ମୋ ଦେଶ ବିଦେଶୀ ଦେଶମାନଙ୍କ ତୁଳନାରେ 30 ବର୍ଷରୁ ଅଧିକ ସମୟ ପରେ ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପ୍ରଚଳନ କରିଥିଲା। ଅକ୍ଟୋବର 2010 ରେ, ଫିନଲ୍ୟାଣ୍ଡର PICOSUN ଏବଂ ଫୁଡାନ୍ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟ ପ୍ରଥମ ଘରୋଇ ALD ଶିକ୍ଷାଗତ ବିନିମୟ ବୈଠକର ଆୟୋଜନ କରିଥିଲେ, ଯାହା ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ ଚୀନକୁ ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପ୍ରଚଳନ କରିଥିଲା।
ପାରମ୍ପରିକ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ସହିତ ତୁଳନା (ସିଭିଡି) ଏବଂ ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (PVD), ALD ର ସୁବିଧା ହେଉଛି ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ଅନୁରୂପତା, ବୃହତ-କ୍ଷେତ୍ର ଫିଲ୍ମ ଏକରୂପତା, ଏବଂ ସଠିକ ଘନତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ, ଯାହା ଜଟିଳ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଦିଗ ଅନୁପାତ ଗଠନରେ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ପତଳା ଫିଲ୍ମ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
—ତଥ୍ୟ ଉତ୍ସ: ସିଂଘୁଆ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର ମାଇକ୍ରୋ-ନାନୋ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ—
ମୁର-ପରବର୍ତ୍ତୀ ଯୁଗରେ, ୱେଫର ଉତ୍ପାଦନର ଜଟିଳତା ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପରିମାଣ ବହୁତ ଉନ୍ନତ ହୋଇଛି। ଲଜିକ୍ ଚିପ୍ସକୁ ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ନେବା, 45nm ତଳେ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସହିତ ଉତ୍ପାଦନ ଲାଇନ୍ ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, ବିଶେଷକରି 28nm ଏବଂ ତା’ଠାରୁ କମ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସହିତ ଉତ୍ପାଦନ ଲାଇନ୍, ଆବରଣ ଘନତା ଏବଂ ସଠିକ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକତା ଅଧିକ ହୋଇଛି। ମଲ୍ଟିପଲ୍ ଏକ୍ସପୋଜର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପ୍ରଚଳନ ପରେ, ଆବଶ୍ୟକ ALD ପ୍ରକ୍ରିୟା ପଦକ୍ଷେପ ଏବଂ ଉପକରଣ ସଂଖ୍ୟା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି; ମେମୋରୀ ଚିପ୍ସ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ମୁଖ୍ୟଧାରାର ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା 2D NAND ରୁ 3D NAND ଗଠନକୁ ବିକଶିତ ହୋଇଛି, ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ସ୍ତର ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାରେ ଲାଗିଛି, ଏବଂ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଧୀରେ ଧୀରେ ଉଚ୍ଚ-ଘନତା, ଉଚ୍ଚ ଦିଗ ଅନୁପାତ ଗଠନ ଉପସ୍ଥାପନ କରିଛନ୍ତି, ଏବଂ ALD ର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଉଭା ହେବା ଆରମ୍ଭ ହୋଇଛି। ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଯନ୍ତ୍ରଗୁଡ଼ିକର ଭବିଷ୍ୟତ ବିକାଶ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ମୁର-ପରବର୍ତ୍ତୀ ଯୁଗରେ ଏକ କ୍ରମଶଃ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରିବ।
ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ALD ହେଉଛି ଏକମାତ୍ର ଡିପୋଜିସନ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଯାହା ଜଟିଳ 3D ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥିବା ଗଠନ (ଯେପରିକି 3D-NAND) ର କଭରେଜ୍ ଏବଂ ଫିଲ୍ମ ପ୍ରଦର୍ଶନ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିପାରିବ। ଏହାକୁ ନିମ୍ନ ଚିତ୍ରରେ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ଦେଖାଯାଇପାରିବ। CVD A (ନୀଳ) ରେ ଜମା ହୋଇଥିବା ଫିଲ୍ମ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଗଠନର ତଳ ଅଂଶକୁ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରେ ନାହିଁ; ଯଦିଓ କଭରେଜ୍ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ CVD (CVD B) ରେ କିଛି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମାୟୋଜନ କରାଯାଏ, ତଥାପି ତଳ ଅଞ୍ଚଳର ଫିଲ୍ମ ପ୍ରଦର୍ଶନ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗଠନ ବହୁତ ଖରାପ (ଚିତ୍ରରେ ଧଳା କ୍ଷେତ୍ର); ବିପରୀତରେ, ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବ୍ୟବହାର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଫିଲ୍ମ କଭରେଜ୍ ଦେଖାଏ, ଏବଂ ଗଠନର ସମସ୍ତ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା ଏବଂ ସମାନ ଫିଲ୍ମ ଗୁଣ ହାସଲ ହୁଏ।
—-ଚିତ୍ର CVD ତୁଳନାରେ ALD ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଲାଭ (ଉତ୍ସ: ASM)—-
ଯଦିଓ CVD ଏବେ ବି କ୍ଷଣିକ ସମୟରେ ସର୍ବାଧିକ ବଜାର ଅଂଶ ଅଧିକାର କରିଛି, ALD ୱାଫର ଫ୍ୟାବ୍ ଉପକରଣ ବଜାରର ଦ୍ରୁତତମ ଅଭିବୃଦ୍ଧିଶୀଳ ଅଂଶ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ହୋଇସାରିଛି। ମହାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ଚିପ୍ ନିର୍ମାଣରେ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଭୂମିକା ସହିତ ଏହି ALD ବଜାରରେ, ASM ହେଉଛି ALD ଉପକରଣ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକ ଅଗ୍ରଣୀ କମ୍ପାନୀ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁନ୍-୧୨-୨୦୨୪