Lustų gamyba: atominio sluoksnio nusėdimas (ALD)

Puslaidininkių gamybos pramonėje, kai prietaiso dydis ir toliau mažėja, plonų plėvelės medžiagų nusėdimo technologija sukėlė precedento neturinčių iššūkių. Atominio sluoksnio nusėdimas (ALD), kaip plona plėvelės nusėdimo technologija, galinti tiksliai valdyti atominį lygį, tapo nepakeičiama puslaidininkių gamybos dalimi. Šiuo straipsniu siekiama įvesti proceso srautą ir ALD principus, kad būtų lengviau suprasti svarbų jo vaidmenįIšplėstinė lustų gamyba.

1. Išsamus paaiškinimasAldproceso srautas

Ald procesas laikosi griežtos sekos, siekiant užtikrinti, kad kiekvieną kartą nusėdimą būtų pridedamas tik vienas atominis sluoksnis, taip siekiant tiksliai valdyti plėvelės storio valdymą. Pagrindiniai veiksmai yra šie:

Pirmtakų impulsas: TheAldProcesas prasideda nuo pirmojo pirmtako įvedimo į reakcijos kamerą. Šis pirmtakas yra dujos arba garai, kuriuose yra tikslinio nusėdimo medžiagos cheminiai elementai, kurie gali reaguoti su konkrečiomis aktyviomis vietomis antVaferispaviršius. Pirmtakų molekulės yra adsorbuojamos ant vaflinio paviršiaus, kad sudarytų prisotintą molekulinį sluoksnį.

Inertinių dujų išvalymas: Vėliau inertinės dujos (tokios kaip azotas ar argonas) yra įvedamas, kad būtų galima valyti, kad būtų pašalintos nereaguoti pirmtakai ir šalutiniai produktai, užtikrinant, kad vaflių paviršius yra švarus ir paruoštas kitai reakcijai.

Antrasis pirmtako impulsas: Užbaigus valymą, antrasis pirmtakas įvedamas chemiškai reaguoti su pirmtaku adsorbuotu pirmame etape, kad būtų sugeneruotas norimas telkinys. Ši reakcija paprastai yra savaime apsiribojanti, tai yra, kai visoms aktyvioms vietoms užima pirmasis pirmtakas, naujos reakcijos nebebus įvyks.

Vėl inertinės dujų išvalymas: Baigus reakciją, inertinės dujos vėl išvalomos, kad būtų pašalintos liekanos reagentai ir šalutiniai produktai, atkuriant paviršių iki švarios būsenos ir ruošiantis kitam ciklui.

Ši žingsnių serija yra visas AlD ciklas, ir kiekvieną kartą, kai baigtas ciklas, prie vaflio paviršiaus pridedamas atominis sluoksnis. Tiksliai kontroliuojant ciklų skaičių, galima pasiekti norimą plėvelės storis.

(Ald vieno ciklo žingsnis)

2. Proceso principinė analizė

Savaime apsiribojanti ALD reakcija yra pagrindinis jos principas. Kiekviename cikle pirmtako molekulės gali reaguoti tik su aktyviomis paviršiaus vietomis. Kai šios vietos yra visiškai užimtos, vėlesnėms pirmtakų molekulėms negalima adsorbuoti, o tai užtikrina, kad kiekviename nusėdimo raunde pridedama tik vienas atomų ar molekulių sluoksnis. Ši savybė verčia ALD turėti ypač aukštą vienodumą ir tikslumą, kai deponuoja plonas plėveles. Kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, jis gali išlaikyti gerą laiptelių aprėptį net ant sudėtingų trijų matmenų struktūrų.

3. ALD taikymas puslaidininkių gamyboje

Ald yra plačiai naudojamas puslaidininkių pramonėje, įskaitant, bet neapsiribojant::

Aukšto k medžiagų nusėdimas: naudojamas naujos kartos tranzistorių vartų izoliacijos sluoksniui, siekiant pagerinti prietaiso veikimą.

Metalo vartų nusėdimas: pavyzdžiui, titano nitridas (skarda) ir tantalum nitride (TAN), naudojami tranzistorių perjungimo greičiui ir efektyvumui pagerinti.

Sujungimo barjerinis sluoksnis: Užkirskite kelią metalo difuzijai ir palaikykite grandinės stabilumą ir patikimumą.

Trimatis struktūros užpildymas: pavyzdžiui, užpildymo kanalai FINFET struktūrose, kad būtų pasiekta didesnė integracija.

Atominio sluoksnio nusėdimas (ALD) sukėlė revoliucinius pokyčius puslaidininkių gamybos pramonei su savo nepaprastu tikslumu ir vienodumu. Įvaldydami ALD procesą ir principus, inžinieriai gali sukurti elektroninius prietaisus, pasižyminčius puikiais nanoskalės našumais, skatindami nuolatinį informacinių technologijų tobulėjimą. Toliau tobulėjant technologijoms, ALD vaidins dar svarbesnį vaidmenį būsimoje puslaidininkių srityje.