மெல்லிய படல படிவு என்பது குறைக்கடத்தியின் முக்கிய அடி மூலக்கூறு பொருளின் மீது ஒரு படல அடுக்கை பூசுவதாகும். இந்த படலத்தை இன்சுலேடிங் கலவை சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு, குறைக்கடத்தி பாலிசிலிக்கான், உலோக தாமிரம் போன்ற பல்வேறு பொருட்களால் உருவாக்கலாம். பூச்சுக்கு பயன்படுத்தப்படும் உபகரணங்கள் மெல்லிய படல படிவு உபகரணங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
குறைக்கடத்தி சிப் உற்பத்தி செயல்முறையின் கண்ணோட்டத்தில், இது முன்-இறுதி செயல்பாட்டில் அமைந்துள்ளது.
மெல்லிய படல தயாரிப்பு செயல்முறையை அதன் படல உருவாக்கும் முறையின்படி இரண்டு பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம்: இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) மற்றும் வேதியியல் நீராவி படிவு.(சிவிடி), அவற்றில் CVD செயல்முறை உபகரணங்கள் அதிக விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன.
இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) என்பது பொருள் மூலத்தின் மேற்பரப்பின் ஆவியாதல் மற்றும் குறைந்த அழுத்த வாயு/பிளாஸ்மா மூலம் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் படிதல் ஆகியவற்றைக் குறிக்கிறது, இதில் ஆவியாதல், தெளித்தல், அயன் கற்றை போன்றவை அடங்கும்;
வேதியியல் நீராவி படிவு (சிவிடி) என்பது வாயு கலவையின் வேதியியல் எதிர்வினை மூலம் சிலிக்கான் வேஃபரின் மேற்பரப்பில் ஒரு திடமான படலத்தை வைப்பதற்கான செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. எதிர்வினை நிலைமைகளின்படி (அழுத்தம், முன்னோடி), இது வளிமண்டல அழுத்தமாகப் பிரிக்கப்படுகிறது.சிவிடி(APCVD), குறைந்த அழுத்தம்சிவிடி(LPCVD), பிளாஸ்மா மேம்படுத்தப்பட்ட CVD (PECVD), அதிக அடர்த்தி கொண்ட பிளாஸ்மா CVD (HDPCVD) மற்றும் அணு அடுக்கு படிவு (ALD).
LPCVD: LPCVD சிறந்த படி கவரேஜ் திறன், நல்ல கலவை மற்றும் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு, அதிக படிவு வீதம் மற்றும் வெளியீடு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் துகள் மாசுபாட்டின் மூலத்தை வெகுவாகக் குறைக்கிறது. எதிர்வினை, வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் வாயு அழுத்தத்தை பராமரிக்க வெப்ப மூலமாக வெப்பமூட்டும் கருவிகளை நம்பியிருப்பது மிகவும் முக்கியம். டாப்கான் செல்களின் பாலி லேயர் உற்பத்தியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
PECVD: மெல்லிய படல படிவு செயல்முறையின் குறைந்த வெப்பநிலையை (450 டிகிரிக்கும் குறைவாக) அடைய PECVD ரேடியோ அதிர்வெண் தூண்டலால் உருவாக்கப்படும் பிளாஸ்மாவை நம்பியுள்ளது. குறைந்த வெப்பநிலை படிவு அதன் முக்கிய நன்மையாகும், இதன் மூலம் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, செலவுகளைக் குறைக்கிறது, உற்பத்தித் திறனை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அதிக வெப்பநிலையால் ஏற்படும் சிலிக்கான் வேஃபர்களில் சிறுபான்மை கேரியர்களின் வாழ்நாள் சிதைவைக் குறைக்கிறது. இது PERC, TOPCON மற்றும் HJT போன்ற பல்வேறு செல்களின் செயல்முறைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
ALD: நல்ல பட சீரான தன்மை, அடர்த்தியான மற்றும் துளைகள் இல்லாமல், நல்ல படி கவரேஜ் பண்புகள், குறைந்த வெப்பநிலையில் (அறை வெப்பநிலை-400℃) மேற்கொள்ளப்படலாம், பட தடிமனை எளிமையாகவும் துல்லியமாகவும் கட்டுப்படுத்த முடியும், வெவ்வேறு வடிவங்களின் அடி மூலக்கூறுகளுக்கு பரவலாகப் பொருந்தும், மேலும் எதிர்வினை ஓட்டத்தின் சீரான தன்மையைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. ஆனால் குறைபாடு என்னவென்றால், பட உருவாக்க வேகம் மெதுவாக உள்ளது. துத்தநாக சல்பைடு (ZnS) ஒளி-உமிழும் அடுக்கு நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட மின்கடத்திகளை (Al2O3/TiO2) உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது மற்றும் மெல்லிய-பட எலக்ட்ரோலுமினசென்ட் டிஸ்ப்ளேக்கள் (TFEL) போன்றவை.
அணு அடுக்கு படிவு (ALD) என்பது ஒரு வெற்றிட பூச்சு செயல்முறையாகும், இது ஒரு மூலக்கூறு அடுக்கின் மேற்பரப்பில் ஒரு ஒற்றை அணு அடுக்கின் வடிவத்தில் ஒரு மெல்லிய படலத்தை உருவாக்குகிறது. 1974 ஆம் ஆண்டிலேயே, பின்லாந்து பொருள் இயற்பியலாளர் டுவோமோ சன்டோலா இந்த தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கி 1 மில்லியன் யூரோ மில்லினியம் தொழில்நுட்ப விருதை வென்றார். ALD தொழில்நுட்பம் முதலில் தட்டையான-பேனல் எலக்ட்ரோலுமினசென்ட் காட்சிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது, ஆனால் அது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. 21 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில்தான் குறைக்கடத்தித் துறையால் ALD தொழில்நுட்பம் ஏற்றுக்கொள்ளத் தொடங்கியது. பாரம்பரிய சிலிக்கான் ஆக்சைடை மாற்றுவதற்கு மிக மெல்லிய உயர்-மின்கடத்தாப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதன் மூலம், புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர்களின் வரி அகலத்தைக் குறைப்பதால் ஏற்படும் கசிவு மின்னோட்ட சிக்கலை இது வெற்றிகரமாகத் தீர்த்தது, இது மூரின் சட்டத்தை சிறிய வரி அகலங்களை நோக்கி மேலும் உருவாக்கத் தூண்டியது. டாக்டர் டுவோமோ சன்டோலா ஒருமுறை ALD கூறுகளின் ஒருங்கிணைப்பு அடர்த்தியை கணிசமாக அதிகரிக்க முடியும் என்று கூறினார்.
பொதுத் தரவுகளின்படி, ALD தொழில்நுட்பம் 1974 ஆம் ஆண்டு பின்லாந்தில் உள்ள PICOSUN இன் டாக்டர் டுவோமோ சுண்டோலாவால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது மற்றும் வெளிநாடுகளில் தொழில்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக இன்டெல் உருவாக்கிய 45/32 நானோமீட்டர் சிப்பில் உள்ள உயர் மின்கடத்தா படலம். சீனாவில், எனது நாடு வெளிநாடுகளை விட 30 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு ALD தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தியது. அக்டோபர் 2010 இல், பின்லாந்தில் உள்ள PICOSUN மற்றும் ஃபுடான் பல்கலைக்கழகம் முதல் உள்நாட்டு ALD கல்வி பரிமாற்றக் கூட்டத்தை நடத்தி, முதல் முறையாக ALD தொழில்நுட்பத்தை சீனாவிற்கு அறிமுகப்படுத்தின.
பாரம்பரிய வேதியியல் நீராவி படிவுடன் ஒப்பிடும்போது (சிவிடி) மற்றும் இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD), ALD இன் நன்மைகள் சிறந்த முப்பரிமாண இணக்கத்தன்மை, பெரிய-பகுதி படல சீரான தன்மை மற்றும் துல்லியமான தடிமன் கட்டுப்பாடு ஆகும், இவை சிக்கலான மேற்பரப்பு வடிவங்கள் மற்றும் உயர் விகித கட்டமைப்புகளில் மிக மெல்லிய படலங்களை வளர்ப்பதற்கு ஏற்றவை.
—தரவு மூலம்: சிங்குவா பல்கலைக்கழகத்தின் மைக்ரோ-நானோ செயலாக்க தளம்—
மூருக்குப் பிந்தைய காலத்தில், வேஃபர் உற்பத்தியின் சிக்கலான தன்மை மற்றும் செயல்முறை அளவு பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. லாஜிக் சில்லுகளை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், 45nm க்கும் குறைவான செயல்முறைகளைக் கொண்ட உற்பத்தி வரிகளின் எண்ணிக்கையில், குறிப்பாக 28nm மற்றும் அதற்கும் குறைவான செயல்முறைகளைக் கொண்ட உற்பத்தி வரிகளில், பூச்சு தடிமன் மற்றும் துல்லியக் கட்டுப்பாட்டுக்கான தேவைகள் அதிகமாக உள்ளன. பல வெளிப்பாடு தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்திய பிறகு, தேவையான ALD செயல்முறை படிகள் மற்றும் உபகரணங்களின் எண்ணிக்கை கணிசமாக அதிகரித்துள்ளது; நினைவக சில்லுகள் துறையில், பிரதான உற்பத்தி செயல்முறை 2D NAND இலிருந்து 3D NAND கட்டமைப்பாக உருவாகியுள்ளது, உள் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் கூறுகள் படிப்படியாக அதிக அடர்த்தி, உயர் விகித கட்டமைப்புகளை வழங்கியுள்ளன, மேலும் ALD இன் முக்கிய பங்கு வெளிப்படத் தொடங்கியுள்ளது. குறைக்கடத்திகளின் எதிர்கால வளர்ச்சியின் கண்ணோட்டத்தில், மூருக்குப் பிந்தைய காலத்தில் ALD தொழில்நுட்பம் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும்.
உதாரணமாக, ALD மட்டுமே சிக்கலான 3D அடுக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகளின் (3D-NAND போன்றவை) கவரேஜ் மற்றும் பட செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய ஒரே படிவு தொழில்நுட்பமாகும். இதை கீழே உள்ள படத்தில் தெளிவாகக் காணலாம். CVD A (நீலம்) இல் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட படலம் கட்டமைப்பின் கீழ் பகுதியை முழுமையாக மறைக்காது; கவரேஜை அடைய CVD (CVD B) இல் சில செயல்முறை சரிசெய்தல் செய்யப்பட்டாலும், கீழ் பகுதியின் பட செயல்திறன் மற்றும் வேதியியல் கலவை மிகவும் மோசமாக உள்ளது (படத்தில் வெள்ளை பகுதி); இதற்கு மாறாக, ALD தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு முழுமையான படக் கவரேஜைக் காட்டுகிறது, மேலும் கட்டமைப்பின் அனைத்து பகுதிகளிலும் உயர்தர மற்றும் சீரான பட பண்புகள் அடையப்படுகின்றன.
—-படம் CVD உடன் ஒப்பிடும்போது ALD தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகள் (மூலம்: ASM)—-
குறுகிய காலத்தில் CVD இன்னும் மிகப்பெரிய சந்தைப் பங்கை ஆக்கிரமித்திருந்தாலும், ALD வேஃபர் ஃபேப் உபகரண சந்தையின் வேகமாக வளர்ந்து வரும் பகுதிகளில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. இந்த ALD சந்தையில், அதிக வளர்ச்சி திறன் மற்றும் சிப் உற்பத்தியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும், ASM ALD உபகரணத் துறையில் ஒரு முன்னணி நிறுவனமாகும்.
இடுகை நேரம்: ஜூன்-12-2024