Depozitimi i filmit të hollë është veshja e një shtrese filmi mbi materialin kryesor të substratit të gjysmëpërçuesit. Ky film mund të jetë i bërë nga materiale të ndryshme, siç janë përbërësi izolues dioksid silikoni, polisilikoni gjysmëpërçues, bakri metalik, etj. Pajisjet e përdorura për veshjen quhen pajisje depozitimi të filmit të hollë.
Nga perspektiva e procesit të prodhimit të çipave gjysmëpërçues, ai ndodhet në procesin e përparmë.
Procesi i përgatitjes së filmit të hollë mund të ndahet në dy kategori sipas metodës së formimit të filmit: depozitimi fizik i avullit (PVD) dhe depozitimi kimik i avullit.(SKV), ndër të cilat pajisjet e procesit CVD përbëjnë një përqindje më të lartë.
Depozitimi fizik i avullit (PVD) i referohet avullimit të sipërfaqes së burimit të materialit dhe depozitimit në sipërfaqen e substratit nëpërmjet gazit/plazmës me presion të ulët, duke përfshirë avullimin, spërkatjen, rrezen jonike, etj.;
Depozitimi kimik i avujve (Sëmundjet kardiovaskulare) i referohet procesit të depozitimit të një filmi të ngurtë në sipërfaqen e pllakës së silikonit përmes një reaksioni kimik të përzierjes së gazit. Sipas kushteve të reagimit (presioni, pararendësi), ai ndahet në presion atmosferikSëmundjet kardiovaskulare(APCVD), presion i ulëtSëmundjet kardiovaskulare(LPCVD), CVD e përforcuar me plazmë (PECVD), CVD me plazmë me dendësi të lartë (HDPCVD) dhe depozitim i shtresës atomike (ALD).
LPCVD: LPCVD ka aftësi më të mirë mbulimi hapash, kontroll të mirë të përbërjes dhe strukturës, shkallë dhe prodhim të lartë depozitimi, dhe zvogëlon shumë burimin e ndotjes nga grimcat. Mbështetja në pajisjet e ngrohjes si burim nxehtësie për të ruajtur reaksionin, kontrolli i temperaturës dhe presioni i gazit janë shumë të rëndësishëm. Përdoret gjerësisht në prodhimin e shtresave poli të qelizave TopCon.
PECVD: PECVD mbështetet në plazmën e gjeneruar nga induksioni me frekuencë radioje për të arritur temperaturë të ulët (më pak se 450 gradë) të procesit të depozitimit të filmit të hollë. Depozitimi në temperaturë të ulët është avantazhi i tij kryesor, duke kursyer kështu energji, duke ulur kostot, duke rritur kapacitetin e prodhimit dhe duke zvogëluar zbërthimin e jetëgjatësisë së bartësve të pakicave në pllakat e silikonit të shkaktuar nga temperatura e lartë. Mund të aplikohet në proceset e qelizave të ndryshme si PERC, TOPCON dhe HJT.
ALD: Uniformitet i mirë i filmit, i dendur dhe pa vrima, karakteristika të mira të mbulimit të hapit, mund të kryhet në temperaturë të ulët (temperatura e dhomës -400℃), mund të kontrollojë thjesht dhe me saktësi trashësinë e filmit, është gjerësisht i zbatueshëm në substrate me forma të ndryshme dhe nuk ka nevojë të kontrollojë uniformitetin e rrjedhës së reaktantëve. Por disavantazhi është se shpejtësia e formimit të filmit është e ngadaltë. Siç është shtresa emetuese e dritës e sulfurit të zinkut (ZnS) që përdoret për të prodhuar izolatorë nanostrukturorë (Al2O3/TiO2) dhe ekrane elektrolumineshente me film të hollë (TFEL).
Depozitimi i shtresave atomike (ALD) është një proces veshjeje me vakum që formon një film të hollë në sipërfaqen e një substrati shtresë pas shtrese në formën e një shtrese të vetme atomike. Që në vitin 1974, fizikani finlandez i materialeve Tuomo Suntola e zhvilloi këtë teknologji dhe fitoi Çmimin e Teknologjisë së Mijëvjeçarit prej 1 milion eurosh. Teknologjia ALD u përdor fillimisht për ekranet elektrolumineshente me panel të sheshtë, por nuk u përdor gjerësisht. Vetëm në fillim të shekullit të 21-të, teknologjia ALD filloi të përvetësohej nga industria e gjysmëpërçuesve. Duke prodhuar materiale ultra të holla me dielektrike të lartë për të zëvendësuar oksidin tradicional të silikonit, ajo zgjidhi me sukses problemin e rrymës së rrjedhjes të shkaktuar nga zvogëlimi i gjerësisë së vijës së transistorëve me efekt fushe, duke bërë që Ligji i Moore të zhvillohej më tej drejt gjerësive më të vogla të vijave. Dr. Tuomo Suntola dikur tha se ALD mund të rrisë ndjeshëm dendësinë e integrimit të komponentëve.
Të dhënat publike tregojnë se teknologjia ALD u shpik nga Dr. Tuomo Suntola i PICOSUN në Finlandë në vitin 1974 dhe është industrializuar jashtë vendit, siç është filmi me dielektrik të lartë në çipin 45/32 nanometër të zhvilluar nga Intel. Në Kinë, vendi im e prezantoi teknologjinë ALD më shumë se 30 vjet më vonë se vendet e huaja. Në tetor 2010, PICOSUN në Finlandë dhe Universiteti Fudan organizuan takimin e parë vendas të shkëmbimit akademik ALD, duke e prezantuar teknologjinë ALD në Kinë për herë të parë.
Krahasuar me depozitimin tradicional kimik të avujve (Sëmundjet kardiovaskulare) dhe depozitimi fizik i avullit (PVD), avantazhet e ALD janë konformiteti i shkëlqyer tre-dimensional, uniformiteti i filmit në sipërfaqe të madhe dhe kontrolli i saktë i trashësisë, të cilat janë të përshtatshme për rritjen e filmave ultra të hollë në forma sipërfaqësore komplekse dhe struktura me raport të lartë aspekti.
—Burimi i të dhënave: Platforma e përpunimit mikro-nano e Universitetit Tsinghua—
Në epokën pas Moore, kompleksiteti dhe vëllimi i procesit të prodhimit të pllakave është përmirësuar shumë. Duke marrë si shembull çipat logjikë, me rritjen e numrit të linjave të prodhimit me procese nën 45 nm, veçanërisht linjat e prodhimit me procese 28 nm e poshtë, kërkesat për trashësinë e veshjes dhe kontrollin e precizionit janë më të larta. Pas futjes së teknologjisë së ekspozimit të shumëfishtë, numri i hapave të procesit ALD dhe pajisjeve të kërkuara është rritur ndjeshëm; në fushën e çipave të memories, procesi kryesor i prodhimit ka evoluar nga struktura 2D NAND në atë 3D NAND, numri i shtresave të brendshme ka vazhduar të rritet, dhe përbërësit kanë paraqitur gradualisht struktura me dendësi të lartë dhe raport të lartë aspektesh, dhe roli i rëndësishëm i ALD ka filluar të shfaqet. Nga perspektiva e zhvillimit të ardhshëm të gjysmëpërçuesve, teknologjia ALD do të luajë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në epokën pas Moore.
Për shembull, ALD është e vetmja teknologji depozitimi që mund të përmbushë kërkesat e mbulimit dhe performancës së filmit të strukturave komplekse 3D të grumbulluara (siç është 3D-NAND). Kjo mund të shihet qartë në figurën më poshtë. Filmi i depozituar në CVD A (blu) nuk e mbulon plotësisht pjesën e poshtme të strukturës; edhe nëse bëhen disa rregullime të procesit në CVD (CVD B) për të arritur mbulimin, performanca e filmit dhe përbërja kimike e zonës së poshtme janë shumë të dobëta (zona e bardhë në figurë); në të kundërt, përdorimi i teknologjisë ALD tregon mbulim të plotë të filmit, dhe arrihen veti filmi me cilësi të lartë dhe uniforme në të gjitha zonat e strukturës.
—-Fotografia Avantazhet e teknologjisë ALD krahasuar me CVD (Burimi: ASM)—-
Edhe pse CVD ende zë pjesën më të madhe të tregut në afat të shkurtër, ALD është bërë një nga pjesët me rritjen më të shpejtë të tregut të pajisjeve të fabrikimit të pllakave të valëzuara. Në këtë treg ALD me potencial të madh rritjeje dhe një rol kyç në prodhimin e çipave, ASM është një kompani lider në fushën e pajisjeve ALD.
Koha e postimit: 12 qershor 2024