Chipgyártás: atomréteg -lerakódás (ALD)

A félvezető gyártóiparban, mivel az eszköz mérete továbbra is csökken, a vékony film anyagok lerakódási technológiája példátlan kihívásokat jelentett. Az atomréteg -lerakódás (ALD), mint egy vékony film lerakódási technológia, amely az atomszinten pontos kontrollot érhet el, a félvezető gyártás nélkülözhetetlen részévé vált. A cikk célja az ALD folyamatáramának és alapelveinek bemutatása, hogy megértsék annak fontos szerepétfejlett chipgyártás.

1. AALDfolyamatáramlás

Az ALD folyamat szigorú szekvenciát követi annak biztosítása érdekében, hogy minden egyes lerakódást csak egy atomréteghez adjanak, ezáltal elérve a film vastagságának pontos ellenőrzését. Az alapvető lépések a következők:

Prekurzor impulzus: aALDA folyamat az első prekurzor bevezetésével kezdődik a reakciókamrába. Ez a prekurzor egy olyan gáz vagy gőz, amely a cél lerakódási anyag kémiai elemeit tartalmazza, amelyek reagálhatnak a specifikus aktív helyekkel aostyafelület. A prekurzor molekulákat az ostya felületén adszorbeálják, hogy telített molekuláris réteget képezzenek.

Inert gáztisztítás: Ezt követően egy inert gázt (például nitrogént vagy argonot) vezetnek be a tisztításhoz, hogy eltávolítsák a nem reagált prekurzorokat és melléktermékeket, biztosítva, hogy az ostya felülete tiszta és készen álljon a következő reakcióra.

Második prekurzor impulzus: A tisztítás befejezése után a második prekurzort bevezetik, hogy kémiailag reagáljanak az első lépésben adszorbeált prekurzorral, hogy előállítsák a kívánt letétet. Ez a reakció általában önkorlátozó, azaz ha az összes aktív helyet az első prekurzor foglalja el, új reakciók nem fordulnak elő.

Inert gáztisztítás ismét: A reakció befejezése után az inert gázt ismét megtisztítják, hogy eltávolítsák a maradék reagenseket és melléktermékeket, a felületet tiszta állapotba állítva és a következő ciklusra való felkészüléshez.

Ez a lépéssorozat teljes ALD -ciklust jelent, és a ciklus minden egyes befejezése után egy atomréteget adnak az ostya felületéhez. A ciklusok számának pontos szabályozásával a kívánt filmvastagság elérhető.

(ALD egy ciklusú lépés)

2.

Az ALD önkorlátozó reakciója az alapelv. Mindegyik ciklusban a prekurzor molekulák csak a felszínen lévő aktív helyekkel reagálhatnak. Miután ezeket a helyeket teljesen elfoglalták, a későbbi prekurzor molekulákat nem adszorbeálhatjuk, ami biztosítja, hogy csak egy atom- vagy molekulát adjanak hozzá a lerakódás minden egyes körében. Ez a szolgáltatás miatt az ALD rendkívül magas egységességgel és pontossággal rendelkezik a vékony fóliák lerakásakor. Amint az az alábbi ábrán látható, még komplex háromdimenziós struktúrákon is megőrizheti a jó lépés lefedettségét.

3. Az ALD alkalmazása a félvezető gyártásban

Az ALD -t széles körben használják a félvezető iparban, ideértve, de nem kizárólag:

High-K anyaglerakódás: Az új generációs tranzisztorok kapuszigetelő rétegéhez használják az eszköz teljesítményének javítását.

Fémkapu lerakódása: például a titán -nitrid (TIN) és a tantalum -nitrid (TAN), amelyet a tranzisztorok váltási sebességének és hatékonyságának javítására használnak.

Összekapcsolási gátréteg: A fém diffúziójának megakadályozása és az áramkör stabilitásának és megbízhatóságának fenntartása.

Háromdimenziós szerkezeti kitöltés: mint például a csatornák kitöltése a FinFET struktúrákban a magasabb integráció elérése érdekében.

Az atomréteg -lerakódás (ALD) rendkívüli pontossággal és egységességével forradalmi változásokat hozott a félvezető gyártóiparban. Az ALD folyamatának és alapelveinek elsajátításával a mérnökök kiváló teljesítményű elektronikus eszközöket építhetnek a nanoméretben, elősegítve az információs technológia folyamatos fejlődését. Ahogy a technológia tovább fejlődik, az ALD még kritikusabb szerepet fog játszani a jövő félvezető területén.