மென்படலப் படிவு என்பது குறைக்கடத்தியின் பிரதான அடி மூலப்பொருளின் மீது ஒரு படல அடுக்கைப் பூசுவதாகும். இந்தப் படலம், மின்காப்புச் சேர்மமான சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு, குறைக்கடத்தி பாலிசிலிக்கான், உலோகத் தாமிரம் போன்ற பல்வேறு பொருட்களால் செய்யப்பட்டிருக்கலாம். பூசுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் உபகரணம் மென்படலப் படிவு உபகரணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
குறைக்கடத்தி சில்லு உற்பத்தி செயல்முறையின் கண்ணோட்டத்தில், இது முன்முனைச் செயல்முறையில் அமைந்துள்ளது.
மெல்லிய படலம் தயாரிக்கும் செயல்முறையை, அதன் படலம் உருவாக்கும் முறையின் அடிப்படையில் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (PVD) மற்றும் வேதியியல் ஆவிப் படிவு.(சிவிடி)அவற்றுள், CVD செயல்முறை உபகரணங்கள் அதிக விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன.
இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (PVD) என்பது, ஆவியாதல், சிதறடித்தல், அயனிக் கற்றை போன்ற குறைந்த அழுத்த வாயு/பிளாஸ்மா முறைகளைப் பயன்படுத்தி, மூலப்பொருளின் மேற்பரப்பை ஆவியாக்கி, அதனை அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் படிய வைப்பதைக் குறிக்கிறது.
வேதியியல் ஆவிப் படிவு (சிவிடிவாயுக்கலவையின் வேதிவினை மூலம் சிலிக்கான் தகட்டின் மேற்பரப்பில் ஒரு திடப் படலத்தைப் படியவைக்கும் செயல்முறையை இது குறிக்கிறது. வினை நிலைமைகளின்படி (அழுத்தம், முன்னோடிப்பொருள்), இது வளிமண்டல அழுத்த வினைமுறை எனப் பிரிக்கப்படுகிறது.சிவிடி(APCVD), குறைந்த அழுத்தம்சிவிடி(LPCVD), பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட CVD (PECVD), உயர் அடர்த்தி பிளாஸ்மா CVD (HDPCVD) மற்றும் அணு அடுக்கு படிவு (ALD).
LPCVD: LPCVD ஆனது சிறந்த படிநிலை மூடும் திறன், நல்ல கலவை மற்றும் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு, அதிகப் படிவு விகிதம் மற்றும் வெளியீடு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் துகள் மாசுபாட்டின் மூலத்தைப் பெருமளவில் குறைக்கிறது. வினையைத் தக்கவைக்க வெப்ப மூலமாக வெப்பமூட்டும் சாதனத்தைச் சார்ந்து இருப்பதால், வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் வாயு அழுத்தம் மிகவும் முக்கியமானவை. இது TopCon செல்களின் பாலி அடுக்கு உற்பத்தியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
PECVD: மெல்லிய படலப் படிவுச் செயல்முறையில் குறைந்த வெப்பநிலையை (450 டிகிரிக்கும் குறைவான) அடைவதற்காக, PECVD ஆனது ரேடியோ அதிர்வெண் தூண்டல் மூலம் உருவாக்கப்படும் பிளாஸ்மாவைச் சார்ந்துள்ளது. குறைந்த வெப்பநிலைப் படிவு என்பதே இதன் முக்கிய நன்மையாகும். இதன் மூலம் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது, செலவுகள் குறைக்கப்படுகின்றன, உற்பத்தித் திறன் அதிகரிக்கப்படுகிறது, மேலும் அதிக வெப்பநிலையால் சிலிக்கான் தகடுகளில் ஏற்படும் சிறுபான்மை மின்னூட்டிகளின் ஆயுட்காலச் சிதைவும் குறைக்கப்படுகிறது. இதை PERC, TOPCON, மற்றும் HJT போன்ற பல்வேறு மின்கலங்களின் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தலாம்.
ALD: நல்ல படலச் சீர்மை, அடர்த்தி மற்றும் துளைகள் இன்றி இருத்தல், நல்ல படிநிலை பரவல் பண்புகள், குறைந்த வெப்பநிலையில் (அறை வெப்பநிலை - 400℃) மேற்கொள்ளலாம், படலத்தின் தடிமனை எளிதாகவும் துல்லியமாகவும் கட்டுப்படுத்தலாம், பல்வேறு வடிவங்களிலான அடிமூலக்கூறுகளுக்குப் பரவலாகப் பொருந்தும், மேலும் வினைபடு பொருளின் ஓட்டச் சீர்மையைக் கட்டுப்படுத்தத் தேவையில்லை. ஆனால் இதன் குறைபாடு என்னவென்றால், படலம் உருவாகும் வேகம் மெதுவாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, நானோகட்டமைப்பு மின்காப்பான்கள் (Al2O3/TiO2) மற்றும் மென்படல மின்ஒளிர்வுக் காட்சிகள் (TFEL) ஆகியவற்றைத் தயாரிக்கப் பயன்படும் துத்தநாக சல்பைடு (ZnS) ஒளி உமிழும் படலம்.
அணு அடுக்கு படிவு (ALD) என்பது ஒரு வெற்றிடப் பூச்சு செயல்முறையாகும். இது ஒரு அடித்தளத்தின் மேற்பரப்பில், ஒற்றை அணு அடுக்கின் வடிவத்தில், அடுக்கு அடுக்காக ஒரு மெல்லிய படலத்தை உருவாக்குகிறது. 1974-ஆம் ஆண்டிலேயே, பின்லாந்து பொருள் இயற்பியலாளர் டுவோமோ சுன்டோலா இந்தத் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கி, 1 மில்லியன் யூரோ மதிப்புள்ள மில்லினியம் தொழில்நுட்ப விருதை வென்றார். ALD தொழில்நுட்பம் முதலில் தட்டையான திரை மின் ஒளிரும் காட்சிகளுக்காகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, ஆனால் அது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. 21-ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில்தான் ALD தொழில்நுட்பம் குறைக்கடத்தித் துறையால் ஏற்றுக்கொள்ளப்படத் தொடங்கியது. பாரம்பரிய சிலிக்கான் ஆக்சைடுக்கு மாற்றாக மிக மெல்லிய, அதிக மின்காப்புப் பொருட்களைத் தயாரிப்பதன் மூலம், புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் வரி அகலம் குறைவதால் ஏற்படும் கசிவு மின்னோட்டப் பிரச்சனையை இது வெற்றிகரமாகத் தீர்த்தது. இது மூரின் விதியை மேலும் சிறிய வரி அகலங்களை நோக்கி வளரத் தூண்டியது. டாக்டர் டுவோமோ சுன்டோலா ஒருமுறை, ALD ஆனது கூறுகளின் ஒருங்கிணைப்பு அடர்த்தியை கணிசமாக அதிகரிக்க முடியும் என்று கூறினார்.
பொதுத் தரவுகளின்படி, ALD தொழில்நுட்பமானது 1974-ல் பின்லாந்தின் PICOSUN நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த டாக்டர் டுவோமோ சுன்டோலாவால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. மேலும், இன்டெல் உருவாக்கிய 45/32 நானோமீட்டர் சிப்பில் உள்ள உயர் மின்காப்புப் படலம் போன்று, இது வெளிநாடுகளிலும் தொழில்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது. சீனாவில், வெளிநாடுகளை விட 30 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாகத் தாமதமாகவே எனது நாடு ALD தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தியது. அக்டோபர் 2010-ல், பின்லாந்தின் PICOSUN நிறுவனமும் ஃபுடான் பல்கலைக்கழகமும் இணைந்து முதல் உள்நாட்டு ALD கல்விப் பரிமாற்றக் கூட்டத்தை நடத்தின. இதன் மூலம், ALD தொழில்நுட்பம் முதன்முறையாக சீனாவிற்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.
பாரம்பரிய இரசாயன ஆவி படிவு முறையுடன் ஒப்பிடும்போது (சிவிடிALD (மூல உலோக படிகமாக்கல்) மற்றும் இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (PVD) ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிடுகையில், ALD-யின் நன்மைகளான சிறந்த முப்பரிமாண இணக்கத்தன்மை, பெரிய பரப்பளவு படலச் சீரான தன்மை மற்றும் துல்லியமான தடிமன் கட்டுப்பாடு ஆகியவை சிக்கலான மேற்பரப்பு வடிவங்கள் மற்றும் அதிக விகிதச்சமநிலை கொண்ட கட்டமைப்புகளில் மிக மெல்லிய படலங்களை வளர்ப்பதற்கு ஏற்றவையாக உள்ளன.
—தரவு ஆதாரம்: சிங்குவா பல்கலைக்கழகத்தின் மைக்ரோ-நானோ செயலாக்கத் தளம்—
மூர்-க்கு பிந்தைய காலகட்டத்தில், வேஃபர் உற்பத்தியின் சிக்கலான தன்மையும் செயல்முறை அளவும் பெருமளவில் மேம்பட்டுள்ளன. லாஜிக் சிப்களை உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், 45 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான செயல்முறைகளைக் கொண்ட உற்பத்தி வரிசைகளின் எண்ணிக்கை அதிகரித்துள்ளதால், குறிப்பாக 28 நானோமீட்டர் மற்றும் அதற்கும் குறைவான செயல்முறைகளைக் கொண்ட உற்பத்தி வரிசைகளில், பூச்சுத் தடிமன் மற்றும் துல்லியக் கட்டுப்பாட்டிற்கான தேவைகள் அதிகமாகின்றன. மல்டிபிள் எக்ஸ்போஷர் தொழில்நுட்பம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட பிறகு, ALD செயல்முறைப் படிகளின் எண்ணிக்கையும் தேவைப்படும் உபகரணங்களின் எண்ணிக்கையும் கணிசமாக அதிகரித்துள்ளன; மெமரி சிப்களின் துறையில், பிரதான உற்பத்தி செயல்முறை 2D NAND-இலிருந்து 3D NAND கட்டமைப்பிற்கு மாறியுள்ளது, உள் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் கூறுகள் படிப்படியாக உயர் அடர்த்தி, உயர் விகிதாச்சார கட்டமைப்புகளை வெளிப்படுத்தியுள்ளன, இதனால் ALD-இன் முக்கியப் பங்கு வெளிப்படத் தொடங்கியுள்ளது. குறைக்கடத்திகளின் எதிர்கால வளர்ச்சிக் கண்ணோட்டத்தில், மூர்-க்கு பிந்தைய காலகட்டத்தில் ALD தொழில்நுட்பம் பெருகிய முறையில் முக்கியப் பங்கை வகிக்கும்.
உதாரணமாக, சிக்கலான 3D-NAND போன்ற அடுக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகளின் பரப்பு மற்றும் படல செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய ஒரே படிவுத் தொழில்நுட்பம் ALD ஆகும். இதை கீழே உள்ள படத்தில் தெளிவாகக் காணலாம். CVD A-இல் (நீலம்) படியவைக்கப்பட்ட படலம், கட்டமைப்பின் கீழ்ப்பகுதியை முழுமையாக மூடவில்லை; பரப்பை அடைவதற்காக CVD-இல் (CVD B) சில செயல்முறை மாற்றங்கள் செய்யப்பட்டாலும், கீழ்ப்பகுதியின் (படத்தில் உள்ள வெள்ளைப் பகுதி) படல செயல்திறனும் வேதியியல் கலவையும் மிகவும் மோசமாக உள்ளன; இதற்கு மாறாக, ALD தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு முழுமையான படலப் பரப்பைக் காட்டுகிறது, மேலும் கட்டமைப்பின் அனைத்துப் பகுதிகளிலும் உயர்தரமான மற்றும் சீரான படலப் பண்புகள் அடையப்படுகின்றன.
—-CVD தொழில்நுட்பத்துடன் ஒப்பிடுகையில் ALD தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள் (ஆதாரம்: ASM)--
குறுகிய காலத்தில் CVD மிகப்பெரிய சந்தைப் பங்கைக் கொண்டிருந்தாலும், ALD ஆனது வேஃபர் ஃபேப் உபகரணச் சந்தையின் மிக வேகமாக வளர்ந்து வரும் பிரிவுகளில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. பெரும் வளர்ச்சி சாத்தியக்கூறுகளையும் சிப் உற்பத்தியில் முக்கியப் பங்கையும் கொண்ட இந்த ALD சந்தையில், ASM ஆனது ALD உபகரணத் துறையில் ஒரு முன்னணி நிறுவனமாகத் திகழ்கிறது.
பதிவிட்ட நேரம்: ஜூன்-12-2024