Proizvodnja čipov: odlaganje atomske plasti (ALD)

V proizvodni industriji polprevodnikov, ko se velikost naprave še naprej zmanjšuje, je tehnologija nalaganja tankih filmskih materialov predstavljala brez primere izzive. Deponiranje atomske plasti (ALD) kot tehnologija tankega filma, ki lahko doseže natančen nadzor na atomski ravni, je postal nepogrešljiv del proizvodnje polprevodnikov. Ta članek je namenjen uvedbi procesnega toka in načel ALD, da bi pomagali razumeti njegovo pomembno vlogo vNapredna proizvodnja čipov.

1. podrobna razlagaALDpretok procesa

Proces ALD sledi strogemu zaporedju, da se zagotovi, da se vsakič doda samo en atomski sloj, s čimer dosežemo natančen nadzor debeline filma. Osnovni koraki so naslednji:

Predhodni utrip: theALDPostopek se začne z uvedbo prvega predhodnika v reakcijsko komoro. Ta predhodnik je plin ali para, ki vsebuje kemične elemente ciljnega materiala za odlaganje, ki lahko reagira s specifičnimi aktivnimi mesti narentapovršina. Molekule predhodnika se adsorbirajo na površini rezin, da tvorijo nasičeno molekularno plast.

Inertni čistilnik plina: Nato se za čiščenje uvede inertni plin (na primer dušik ali argon), da odstranijo nereagirane predhodnike in stranske proizvode, kar zagotavlja, da je površina rezin čista in pripravljena za naslednjo reakcijo.

Drugi predhodni impulz: Po končanem čiščenju se v prvem koraku uvede drugi predhodnik, da se kemično reagira s predhodnikom, ki je bil adsorbiran za ustvarjanje želenega nahajališča. Ta reakcija je ponavadi samoomejevalna, torej ko prvi predhodnik zasede vsa aktivna mesta, nove reakcije ne bodo več prišlo.

Ponovno čiščenje plina: Po zaključku reakcije se inertni plin ponovno očisti, da odstranijo preostale reaktante in stranske produkte, površino površijo v čisto stanje in se pripravljajo na naslednji cikel.

Ta serija korakov predstavlja celoten cikel ALD in vsakič, ko je cikel dokončan, na površino rezine dodamo atomsko plast. Z natančnim nadzorom števila ciklov je mogoče doseči želeno debelino filma.

(ALD En korak cikla)

2. Analiza načela procesa

Reakcija samoomejevanja ALD je njegovo temeljno načelo. V vsakem ciklu lahko molekule predhodnika reagirajo le z aktivnimi mesti na površini. Ko so ta mesta v celoti zasedena, naknadnih predhodnikov ni mogoče adsorbirati, kar zagotavlja, da se v vsakem krogu odlaganja doda samo ena plast atomov ali molekul. Zaradi tega funkcije ima ALD izjemno visoko enakomernost in natančnost pri odlaganju tankih filmov. Kot je prikazano na spodnji sliki, lahko ohrani dobro pokritost tudi na zapletenih tridimenzionalnih strukturah.

3. Uporaba ALD v proizvodnji polprevodnikov

ALD se pogosto uporablja v industriji polprevodnikov, vključno z, vendar ne omejeno na:

Odlaganje materiala z visokim k: Uporablja se za izolacijsko plast vrat tranzistorjev nove generacije za izboljšanje zmogljivosti naprave.

Odlaganje kovin: kot sta titanov nitrid (TIN) in Tantalum nitrid (TAN), ki se uporabljata za izboljšanje hitrosti preklopa in učinkovitosti tranzistorjev.

Slast pregrade medsebojne povezave: preprečevanje difuzije kovin in vzdrževanje stabilnosti in zanesljivosti vezja.

Tridimenzionalno strukturno polnjenje: na primer polnjenje kanalov v strukturah Finfet za doseganje večje integracije.

Odlaganje atomske plasti (ALD) je s svojo izjemno natančnostjo in enakomernostjo prineslo revolucionarne spremembe v industriji polprevodnikov. Z obvladovanjem procesa in načel ALD -jev lahko inženirji na nanoscale zgradijo elektronske naprave z odličnimi zmogljivostmi, kar spodbuja nenehno napredovanje informacijske tehnologije. Ko se tehnologija še naprej razvija, bo ALD igral še bolj kritično vlogo na prihodnjem polprevodniškem področju.