CHIP -produksjon: Deposition Atomic Layer (ALD)

I halvlederproduksjonsindustrien, ettersom enhetsstørrelse fortsetter å krympe, har deponeringsteknologien til tynne filmmaterialer gitt enestående utfordringer. Atomic Layer Deposition (ALD), som en tynn filmavsetningsteknologi som kan oppnå presis kontroll på atomnivå, har blitt en uunnværlig del av halvlederproduksjonen. Denne artikkelen tar sikte på å introdusere prosessstrømmen og prinsippene til ALD for å forstå dens viktige rolle iAvansert brikkeproduksjon.

1. Detaljert forklaring avAldProsessstrøm

Ald -prosessen følger en streng sekvens for å sikre at bare ett atomlag tilsettes hver tidsavsetning, og dermed oppnår presis kontroll av filmtykkelsen. De grunnleggende trinnene er som følger:

Forløperpuls:AldProsessen begynner med introduksjonen av den første forløperen i reaksjonskammeret. Denne forløperen er en gass eller damp som inneholder de kjemiske elementene i målavsetningsmaterialet som kan reagere med spesifikke aktive steder påwaferflate. Forløpermolekylene adsorberes på skiveoverflaten for å danne et mettet molekylært lag.

Inert gassrensing: Deretter introduseres en inert gass (for eksempel nitrogen eller argon) for rensing for å fjerne ureagerte forløpere og biprodukter, noe som sikrer at skiveoverflaten er ren og klar for neste reaksjon.

Andre forløperpuls: Etter at rensingen er fullført, blir den andre forløperen introdusert for å reagere kjemisk med forløperen adsorbert i det første trinnet for å generere ønsket innskudd. Denne reaksjonen er vanligvis selvbegrensende, det vil si at når alle aktive steder er okkupert av den første forløperen, vil nye reaksjoner ikke lenger oppstå.

Inert gasspurning igjen: Etter at reaksjonen er fullført, renses inertgassen igjen for å fjerne gjenværende reaktanter og biprodukter, gjenopprette overflaten til en ren tilstand og forberede seg til neste syklus.

Denne serien med trinn utgjør en komplett ALD -syklus, og hver gang en syklus er fullført, tilsettes et atomlag til skiveoverflaten. Ved å kontrollere antall sykluser nøyaktig, kan den ønskede filmtykkelsen oppnås.

(ALD ett syklustrinn)

2. Prosessprinsippanalyse

Den selvbegrensende reaksjonen av ALD er kjerneprinsippet. I hver syklus kan forløpermolekylene bare reagere med de aktive stedene på overflaten. Når disse stedene er fullt okkupert, kan ikke de påfølgende forløpermolekylene adsorberes, noe som sikrer at bare ett lag atomer eller molekyler tilsettes i hver avsetningsrunde. Denne funksjonen får ALD til å ha ekstremt høy enhetlighet og presisjon når du deponerer tynne filmer. Som vist på figuren nedenfor, kan den opprettholde god trinndekning selv på komplekse tredimensjonale strukturer.

3. Anvendelse av ALD i halvlederproduksjon

Ald er mye brukt i halvlederindustrien, inkludert, men ikke begrenset til:

High-K materialavsetning: Brukes til portisolasjonslag med nye generasjonstransistorer for å forbedre enhetens ytelse.

Avsetning av metallport: slik som titannitrid (TIN) og Tantalum nitrid (TAN), brukt for å forbedre byttehastigheten og effektiviteten til transistorer.

Samtrafikksbarriere lag: Forhindre metalldiffusjon og oppretthold kretsstabilitet og pålitelighet.

Tredimensjonal strukturfylling: for eksempel fyllingskanaler i FINFET-strukturer for å oppnå høyere integrasjon.

Atomic Layer Deposition (ALD) har gitt revolusjonerende endringer i halvlederproduksjonsindustrien med sin ekstraordinære presisjon og enhetlighet. Ved å mestre prosessen og prinsippene til ALD, er ingeniører i stand til å bygge elektroniske enheter med utmerket ytelse på nanoskalaen, og fremme kontinuerlig fremgang av informasjonsteknologi. Når teknologien fortsetter å utvikle seg, vil ALD spille en enda mer kritisk rolle i det fremtidige halvlederfeltet.