Manufaktur Chip: Deposisi Lapisan Atom (ALD)

Dalam industri manufaktur semikonduktor, karena ukuran perangkat terus menyusut, teknologi deposisi bahan film tipis telah menimbulkan tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Atomic Layer Deposition (ALD), sebagai teknologi deposisi film tipis yang dapat mencapai kontrol yang tepat pada tingkat atom, telah menjadi bagian yang sangat diperlukan dari manufaktur semikonduktor. Artikel ini bertujuan untuk memperkenalkan aliran proses dan prinsip -prinsip ALD untuk membantu memahami peran pentingnyaManufaktur chip canggih.

1. Penjelasan terperinci tentangAldaliran proses

Proses ALD mengikuti urutan yang ketat untuk memastikan bahwa hanya satu lapisan atom yang ditambahkan setiap kali deposisi, sehingga mencapai kontrol yang tepat dari ketebalan film. Langkah -langkah dasarnya adalah sebagai berikut:

Pulsa Prekursor: TheAldProses dimulai dengan pengenalan prekursor pertama ke dalam ruang reaksi. Prekursor ini adalah gas atau uap yang mengandung elemen kimia dari bahan pengendapan target yang dapat bereaksi dengan situs aktif spesifik padakue kue waferpermukaan. Molekul prekursor diadsorpsi pada permukaan wafer untuk membentuk lapisan molekul jenuh.

Pembersihan gas inert: Selanjutnya, gas inert (seperti nitrogen atau argon) diperkenalkan untuk dibersihkan untuk menghilangkan prekursor dan produk sampingan yang tidak bereaksi, memastikan bahwa permukaan wafer bersih dan siap untuk reaksi berikutnya.

Pulsa prekursor kedua: Setelah pembersihan selesai, prekursor kedua diperkenalkan untuk bereaksi secara kimia dengan prekursor yang diadsorpsi pada langkah pertama untuk menghasilkan deposit yang diinginkan. Reaksi ini biasanya membatasi diri, yaitu, begitu semua situs aktif ditempati oleh prekursor pertama, reaksi baru tidak akan terjadi lagi.

Pembersihan gas inert lagi: Setelah reaksi selesai, gas inert dibersihkan lagi untuk menghilangkan reaktan residual dan produk sampingan, memulihkan permukaan ke keadaan bersih dan mempersiapkan siklus berikutnya.

Rangkaian langkah ini merupakan siklus ALD lengkap, dan setiap kali siklus selesai, lapisan atom ditambahkan ke permukaan wafer. Dengan tepat mengendalikan jumlah siklus, ketebalan film yang diinginkan dapat dicapai.

(ALD One Cycle Step)

2. Analisis Prinsip Proses

Reaksi ALD yang membatasi diri adalah prinsip intinya. Dalam setiap siklus, molekul prekursor hanya dapat bereaksi dengan situs aktif di permukaan. Setelah situs -situs ini sepenuhnya ditempati, molekul prekursor berikutnya tidak dapat diadsorpsi, yang memastikan bahwa hanya satu lapisan atom atau molekul yang ditambahkan di setiap putaran deposisi. Fitur ini membuat ALD memiliki keseragaman dan presisi yang sangat tinggi saat menyetor film tipis. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, dapat mempertahankan cakupan langkah yang baik bahkan pada struktur tiga dimensi yang kompleks.

3. Penerapan ALD dalam manufaktur semikonduktor

Ald banyak digunakan dalam industri semikonduktor, termasuk tetapi tidak terbatas pada:

Deposisi Bahan K Tinggi: Digunakan untuk lapisan insulasi gerbang transistor generasi baru untuk meningkatkan kinerja perangkat.

Deposisi gerbang logam: seperti titanium nitrida (TIN) dan tantalum nitride (TAN), digunakan untuk meningkatkan kecepatan switching dan efisiensi transistor.

Lapisan penghalang interkoneksi: Cegah difusi logam dan pertahankan stabilitas dan keandalan sirkuit.

Pengisian Struktur Tiga Dimensi: Seperti Mengisi Saluran dalam Struktur FinFET untuk mencapai integrasi yang lebih tinggi.

Atomic Layer Deposition (ALD) telah membawa perubahan revolusioner ke industri manufaktur semikonduktor dengan ketepatan dan keseragamannya yang luar biasa. Dengan menguasai proses dan prinsip -prinsip ALD, insinyur dapat membangun perangkat elektronik dengan kinerja yang sangat baik di skala nano, mempromosikan kemajuan teknologi informasi yang berkelanjutan. Ketika teknologi terus berkembang, ALD akan memainkan peran yang lebih penting di bidang semikonduktor masa depan.