Производство на чипови: таложење на атомски слој (ALD)

Во индустријата за производство на полупроводници, како што големината на уредот продолжува да се намалува, технологијата на таложење на материјали од тенок филм постави предизвици без преседан. Атомско таложење на слоеви (ALD), како технологија за таложење на тенок филм што може да постигне прецизна контрола на атомско ниво, стана незаменлив дел од производството на полупроводници. Оваа статија има за цел да го претстави текот на процесот и принципите на ALD за да помогне да се разбере неговата важна улога вонапредно производство на чипови.

1. Детално објаснување наALDтек на процесот

Процесот на ALD следи строга низа за да се осигура дека се додава само еден атомски слој при секое таложење, со што се постигнува прецизна контрола на дебелината на филмот. Основните чекори се како што следува:

Пулс прекурсор: НаALDпроцесот започнува со воведување на првиот прекурсор во комората за реакција. Овој прекурсор е гас или пареа што ги содржи хемиските елементи на целниот материјал за таложење што може да реагира со одредени активни места нанафораповршина. Молекулите прекурсори се адсорбираат на површината на обландата за да формираат заситен молекуларен слој.

Прочистување на инертен гас: Последователно, инертен гас (како што е азот или аргон) се внесува за прочистување за да се отстранат нереагираните прекурсори и нуспроизводи, осигурувајќи дека површината на обландата е чиста и подготвена за следната реакција.

Втор пулс прекурсор: По завршувањето на прочистувањето, вториот прекурсор се воведува за да реагира хемиски со прекурсорот адсорбиран во првиот чекор за да се генерира саканиот депозит. Оваа реакција обично е самоограничувачка, односно штом сите активни места ќе бидат окупирани од првиот претходник, нови реакции повеќе нема да се појават.

Повторно прочистување на инертен гас: По завршувањето на реакцијата, инертниот гас повторно се прочистува за да се отстранат преостанатите реактанти и нуспроизводи, враќајќи ја површината во чиста состојба и подготвувајќи се за следниот циклус.

Оваа серија чекори сочинува целосен ALD циклус и секогаш кога ќе се заврши циклусот, на површината на обландата се додава атомски слој. Со прецизно контролирање на бројот на циклуси, може да се постигне саканата дебелина на филмот.

(ALD еден циклус чекор)

2. Анализа на принципот на процесот

Самоограничувачката реакција на ALD е нејзиниот основен принцип. Во секој циклус, молекулите на претходниците можат да реагираат само со активните места на површината. Откако овие места се целосно окупирани, следните молекули на претходници не можат да се адсорбираат, што гарантира дека само еден слој на атоми или молекули се додава во секој круг на таложење. Оваа карактеристика прави ALD да има исклучително висока униформност и прецизност при таложење на тенки филмови. Како што е прикажано на сликата подолу, може да одржува добра покриеност на чекорите дури и на сложени тридимензионални структури.

3. Примена на ALD во производството на полупроводници

ALD е широко користен во индустријата за полупроводници, вклучувајќи, но не ограничувајќи се на:

Таложење на материјал со висока вредност: се користи за изолационен слој на портата на транзистори од новата генерација за подобрување на перформансите на уредот.

Таложење на метална порта: како што се титаниум нитрид (TiN) и тантал нитрид (TaN), кои се користат за подобрување на брзината на префрлување и ефикасноста на транзисторите.

Слој за бариера за интерконекција: спречување на дифузија на метал и одржување на стабилноста и доверливоста на колото.

Пополнување на тридимензионални структури: како на пример пополнување на канали во FinFET структури за да се постигне поголема интеграција.

Депонирањето на атомскиот слој (ALD) донесе револуционерни промени во индустријата за производство на полупроводници со својата извонредна прецизност и униформност. Со совладување на процесот и принципите на ALD, инженерите се способни да изградат електронски уреди со одлични перформанси на наноскала, промовирајќи го континуираниот напредок на информатичката технологија. Како што технологијата продолжува да се развива, ALD ќе игра уште поклучна улога во идното поле на полупроводници.