Производња чипова: таложење атомског слоја (АЛД)

У индустрији производње полупроводника, како величина уређаја наставља да се смањује, технологија таложења танкослојних материјала представља изазове без преседана. Атомиц Лаиер Депоситион (АЛД), као технологија таложења танког филма која може постићи прецизну контролу на атомском нивоу, постала је неизоставни део производње полупроводника. Овај чланак има за циљ да уведе ток процеса и принципе АЛД-а како би помогао у разумевању његове важне улогенапредна производња чипова.

1. Детаљно објашњењеАЛДток процеса

АЛД процес прати строгу секвенцу како би се осигурало да се при сваком таложењу додаје само један атомски слој, чиме се постиже прецизна контрола дебљине филма. Основни кораци су следећи:

Прекурсорски пулс: ТхеАЛДпроцес почиње увођењем првог прекурсора у реакциону комору. Овај прекурсор је гас или пара који садржи хемијске елементе циљаног материјала за таложење који могу да реагују са одређеним активним местима наваферповршине. Молекули прекурсора се адсорбују на површини плочице и формирају засићени молекуларни слој.

Прочишћавање инертним гасом: Након тога, инертни гас (као што је азот или аргон) се уводи за прочишћавање како би се уклонили неизреаговани прекурсори и нуспродукти, обезбеђујући да је површина плочице чиста и спремна за следећу реакцију.

Други импулс прекурсора: Након што је чишћење завршено, други прекурсор се уводи да хемијски реагује са прекурсором адсорбованим у првом кораку да би се створио жељени депозит. Ова реакција је обично самоограничавајућа, то јест, када сва активна места буду заузета првим прекурсором, нове реакције се више неће јављати.

Поново прочишћавање инертним гасом: Након што је реакција завршена, инертни гас се поново прочишћава да би се уклонили заостали реактанти и нуспродукти, враћајући површину у чисто стање и припремајући се за следећи циклус.

Ова серија корака чини комплетан АЛД циклус, и сваки пут када се циклус заврши, атомски слој се додаје на површину плочице. Прецизном контролом броја циклуса може се постићи жељена дебљина филма.

(АЛД један корак циклуса)

2. Анализа принципа процеса

Самоограничавајућа реакција АЛД-а је његов основни принцип. У сваком циклусу, молекули прекурсора могу да реагују само са активним местима на површини. Једном када су ова места потпуно заузета, наредни молекули прекурсора не могу да се адсорбују, што обезбеђује да се само један слој атома или молекула додаје у сваком кругу таложења. Ова карактеристика чини да АЛД има изузетно високу униформност и прецизност при наношењу танких филмова. Као што је приказано на слици испод, може да одржи добру покривеност корака чак и на сложеним тродимензионалним структурама.

3. Примена АЛД у производњи полупроводника

АЛД се широко користи у индустрији полупроводника, укључујући, али не ограничавајући се на:

Високо-к таложење материјала: користи се за слој изолације капије транзистора нове генерације ради побољшања перформанси уређаја.

Таложење металних капија: као што су титанијум нитрид (ТиН) и тантал нитрид (ТаН), који се користи за побољшање брзине пребацивања и ефикасности транзистора.

Слој баријере за међуповезивање: спречава дифузију метала и одржава стабилност и поузданост кола.

Тродимензионално пуњење структуре: као што је пуњење канала у ФинФЕТ структурама за постизање веће интеграције.

Депозиција атомског слоја (АЛД) донела је револуционарне промене у индустрију производње полупроводника са својом изузетном прецизношћу и униформношћу. Савладавањем процеса и принципа АЛД, инжењери су у стању да граде електронске уређаје са одличним перформансама на наноскали, промовишући континуирани напредак информационих технологија. Како технологија наставља да се развија, АЛД ће играти још важнију улогу у будућем пољу полупроводника.