තුනී පටල තැන්පත් කිරීම යනු අර්ධ සන්නායකයේ ප්රධාන උපස්ථර ද්රව්යය මත පටල තට්ටුවක් ආලේප කිරීමයි. මෙම පටලය පරිවාරක සංයෝග සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ්, අර්ධ සන්නායක පොලිසිලිකන්, ලෝහ තඹ වැනි විවිධ ද්රව්ය වලින් සෑදිය හැකිය. ආලේපනය සඳහා භාවිතා කරන උපකරණ තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ උපකරණ ලෙස හැඳින්වේ.
අර්ධ සන්නායක චිප නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, එය ඉදිරිපස ක්රියාවලියේ පිහිටා ඇත.
තුනී පටල සකස් කිරීමේ ක්රියාවලිය එහි පටල සෑදීමේ ක්රමය අනුව කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (PVD) සහ රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම.(සීවීඩී), ඒ අතර CVD ක්රියාවලි උපකරණ ඉහළ ප්රතිශතයක් ගනී.
භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PVD) යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ද්රව්ය ප්රභවයේ මතුපිට වාෂ්පීකරණය සහ වාෂ්පීකරණය, ඉසීම, අයන කදම්භ ආදිය ඇතුළුව අඩු පීඩන වායුව/ප්ලාස්මාව හරහා උපස්ථරයේ මතුපිට තැන්පත් වීමයි.
රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (සීවීඩී) යනු වායු මිශ්රණයේ රසායනික ප්රතික්රියාවක් හරහා සිලිකන් වේෆරයේ මතුපිට ඝන පටලයක් තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියයි. ප්රතික්රියා තත්වයන් (පීඩනය, පූර්වගාමියා) අනුව, එය වායුගෝලීය පීඩනයට බෙදා ඇත.සීවීඩී(APCVD), අඩු පීඩනයසීවීඩී(LPCVD), ප්ලාස්මා වැඩි දියුණු කළ CVD (PECVD), අධි ඝනත්ව ප්ලාස්මා CVD (HDPCVD) සහ පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් වීම (ALD).
LPCVD: LPCVD වඩා හොඳ පියවර ආවරණ හැකියාව, හොඳ සංයුතිය සහ ව්යුහ පාලනය, ඉහළ තැන්පත් වීමේ අනුපාතය සහ ප්රතිදානය ඇති අතර අංශු දූෂණයේ ප්රභවය බෙහෙවින් අඩු කරයි. ප්රතික්රියාව, උෂ්ණත්ව පාලනය සහ වායු පීඩනය පවත්වා ගැනීම සඳහා තාප ප්රභවයක් ලෙස තාපන උපකරණ මත විශ්වාසය තැබීම ඉතා වැදගත් වේ. TopCon සෛලවල Poly ස්ථර නිෂ්පාදනයේදී බහුලව භාවිතා වේ.
PECVD: තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලියේ අඩු උෂ්ණත්වයක් (අංශක 450 ට අඩු) ලබා ගැනීම සඳහා PECVD රේඩියෝ සංඛ්යාත ප්රේරණය මගින් ජනනය වන ප්ලාස්මාව මත රඳා පවතී. අඩු උෂ්ණත්ව තැන්පත් වීම එහි ප්රධාන වාසිය වන අතර එමඟින් ශක්තිය ඉතිරි කිරීම, පිරිවැය අඩු කිරීම, නිෂ්පාදන ධාරිතාව වැඩි කිරීම සහ ඉහළ උෂ්ණත්වය නිසා ඇතිවන සිලිකන් වේෆර්වල සුළුතර වාහකවල ආයු කාලය අඩු කිරීම. එය PERC, TOPCON සහ HJT වැනි විවිධ සෛලවල ක්රියාවලීන් සඳහා යෙදිය හැකිය.
ALD: හොඳ පටල ඒකාකාරිත්වය, ඝන සහ සිදුරු නොමැතිව, හොඳ පියවර ආවරණ ලක්ෂණ, අඩු උෂ්ණත්වයකදී (කාමර උෂ්ණත්වය-400℃) සිදු කළ හැකිය, පටල ඝණකම සරලව හා නිවැරදිව පාලනය කළ හැකිය, විවිධ හැඩයන්ගෙන් යුත් උපස්ථර සඳහා පුළුල් ලෙස අදාළ වේ, සහ ප්රතික්රියාකාරක ප්රවාහයේ ඒකාකාරිත්වය පාලනය කිරීමට අවශ්ය නොවේ. නමුත් අවාසිය නම් පටල සෑදීමේ වේගය මන්දගාමී වීමයි. නැනෝ ව්යුහගත පරිවාරක (Al2O3/TiO2) සහ තුනී පටල විද්යුත් විච්ඡේදක සංදර්ශක (TFEL) නිපදවීමට භාවිතා කරන සින්ක් සල්ෆයිඩ් (ZnS) ආලෝක විමෝචක ස්ථරය වැනි.
පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් කිරීම (ALD) යනු තනි පරමාණුක ස්ථරයක ස්වරූපයෙන් උපස්ථර ස්ථරයක මතුපිට ස්ථරයෙන් ස්ථරයක් සාදන රික්ත ආලේපන ක්රියාවලියකි. 1974 තරම් මුල් භාගයේදී, ෆින්ලන්ත ද්රව්ය භෞතික විද්යාඥ ටූමෝ සුන්ටෝලා මෙම තාක්ෂණය දියුණු කර යුරෝ මිලියන 1 ක මිලේනියම් තාක්ෂණ සම්මානය දිනා ගත්තේය. ALD තාක්ෂණය මුලින් පැතලි පැනල් විද්යුත් විච්ඡේදක සංදර්ශක සඳහා භාවිතා කරන ලද නමුත් එය බහුලව භාවිතා නොවීය. 21 වන සියවස ආරම්භයේදී අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය විසින් ALD තාක්ෂණය භාවිතා කිරීමට පටන් ගත්තේය. සාම්ප්රදායික සිලිකන් ඔක්සයිඩ් ප්රතිස්ථාපනය කිරීම සඳහා අතිශය තුනී අධි-ඩෙලෙක්ට්රික් ද්රව්ය නිෂ්පාදනය කිරීමෙන්, ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරවල රේඛා පළල අඩු කිරීම නිසා ඇති වූ කාන්දු ධාරා ගැටළුව සාර්ථකව විසඳා ගත් අතර, කුඩා රේඛා පළල දෙසට තවදුරටත් වර්ධනය වීමට මුවර්ගේ නීතිය පොළඹවන ලදී. ආචාර්ය ටූමෝ සුන්ටෝලා වරක් පැවසුවේ ALD හට සංරචකවල ඒකාබද්ධ ඝනත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැකි බවයි.
පොදු දත්ත වලින් පෙනී යන්නේ ALD තාක්ෂණය 1974 දී ෆින්ලන්තයේ PICOSUN හි ආචාර්ය ටුඕමෝ සුන්ටෝලා විසින් සොයා ගන්නා ලද අතර ඉන්ටෙල් විසින් සංවර්ධනය කරන ලද 45/32 නැනෝමීටර චිපයේ ඉහළ පාර විද්යුත් පටලය වැනි විදේශයන්හි කාර්මිකකරණය කර ඇති බවයි. චීනයේ, මගේ රට විදේශ රටවලට වඩා වසර 30 කට වඩා පසුව ALD තාක්ෂණය හඳුන්වා දෙන ලදී. 2010 ඔක්තෝම්බර් මාසයේදී, ෆින්ලන්තයේ PICOSUN සහ ෆුඩාන් විශ්ව විද්යාලය පළමු දේශීය ALD අධ්යයන හුවමාරු රැස්වීම පැවැත්වූ අතර, පළමු වරට ALD තාක්ෂණය චීනයට හඳුන්වා දෙන ලදී.
සාම්ප්රදායික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම හා සසඳන විට (සීවීඩී) සහ භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PVD), ALD හි වාසි වන්නේ විශිෂ්ට ත්රිමාණ අනුකූලතාව, විශාල ප්රදේශ පටල ඒකාකාරිත්වය සහ නිරවද්ය ඝණකම පාලනයයි, ඒවා සංකීර්ණ මතුපිට හැඩතල සහ ඉහළ දර්ශන අනුපාත ව්යුහයන් මත අතිශය තුනී පටල වැඩීමට සුදුසු වේ.
—දත්ත මූලාශ්රය: සිංහුවා විශ්ව විද්යාලයේ ක්ෂුද්ර නැනෝ සැකසුම් වේදිකාව—
පශ්චාත්-මුවර් යුගයේදී, වේෆර් නිෂ්පාදනයේ සංකීර්ණත්වය සහ ක්රියාවලි පරිමාව බෙහෙවින් වැඩිදියුණු වී ඇත. උදාහරණයක් ලෙස තාර්කික චිප්ස් ගතහොත්, 45nm ට අඩු ක්රියාවලි සහිත නිෂ්පාදන රේඛා ගණන වැඩිවීමත් සමඟ, විශේෂයෙන් 28nm සහ ඊට අඩු ක්රියාවලි සහිත නිෂ්පාදන රේඛා, ආලේපන ඝණකම සහ නිරවද්යතා පාලනය සඳහා අවශ්යතා වැඩි වේ. බහු නිරාවරණ තාක්ෂණය හඳුන්වාදීමෙන් පසු, අවශ්ය ALD ක්රියාවලි පියවර සහ උපකරණ ගණන සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇත; මතක චිප් ක්ෂේත්රයේ, ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය 2D NAND සිට 3D NAND ව්යුහය දක්වා පරිණාමය වී ඇත, අභ්යන්තර ස්ථර ගණන අඛණ්ඩව වැඩි වී ඇති අතර, සංරචක ක්රමයෙන් ඉහළ ඝනත්වය, ඉහළ දර්ශන අනුපාත ව්යුහයන් ඉදිරිපත් කර ඇති අතර, ALD හි වැදගත් කාර්යභාරය මතුවීමට පටන් ගෙන තිබේ. අර්ධ සන්නායකවල අනාගත සංවර්ධනයේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, ALD තාක්ෂණය පශ්චාත්-මුවර් යුගයේ වඩ වඩාත් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරනු ඇත.
උදාහරණයක් ලෙස, සංකීර්ණ ත්රිමාණ ස්ටැක් කරන ලද ව්යුහයන්ගේ (3D-NAND වැනි) ආවරණ සහ චිත්රපට කාර්ය සාධන අවශ්යතා සපුරාලිය හැකි එකම තැන්පත් කිරීමේ තාක්ෂණය ALD වේ. මෙය පහත රූපයේ පැහැදිලිව දැකගත හැකිය. CVD A (නිල්) හි තැන්පත් කර ඇති චිත්රපටය ව්යුහයේ පහළ කොටස සම්පූර්ණයෙන්ම ආවරණය නොකරයි; ආවරණය ලබා ගැනීම සඳහා CVD (CVD B) වෙත යම් ක්රියාවලි ගැලපීම් සිදු කළද, පහළ ප්රදේශයේ චිත්රපට ක්රියාකාරිත්වය සහ රසායනික සංයුතිය ඉතා දුර්වලයි (රූපයේ සුදු ප්රදේශය); ඊට වෙනස්ව, ALD තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම සම්පූර්ණ චිත්රපට ආවරණයක් පෙන්වන අතර, ව්යුහයේ සියලුම අංශවල උසස් තත්ත්වයේ සහ ඒකාකාර චිත්රපට ගුණාංග ලබා ගනී.
—-පින්තූරය CVD හා සසඳන විට ALD තාක්ෂණයේ වාසි (මූලාශ්රය: ASM)—-
කෙටි කාලීනව CVD තවමත් විශාලතම වෙළඳපල කොටස හිමිකරගෙන සිටියද, ALD වේෆර් ෆැබ් උපකරණ වෙළඳපොලේ වේගයෙන්ම වර්ධනය වන කොටස් වලින් එකක් බවට පත්ව ඇත. විශාල වර්ධන විභවයක් සහ චිප් නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඇති මෙම ALD වෙළඳපොලේ, ASM යනු ALD උපකරණ ක්ෂේත්රයේ ප්රමුඛ සමාගමකි.
පළ කිරීමේ කාලය: 2024 ජූනි-12