Fabricarea cipurilor: depunerea stratului atomic (ALD)

În industria de fabricație a semiconductorilor, pe măsură ce dimensiunea dispozitivului continuă să se micșoreze, tehnologia de depunere a materialelor de film subțire a reprezentat provocări fără precedent. Depunerea atomică a stratului (ALD), ca tehnologie de depunere a filmului subțire care poate obține un control precis la nivel atomic, a devenit o parte indispensabilă a producției de semiconductori. Acest articol își propune să introducă fluxul de proces și principiile ALD pentru a ajuta la înțelegerea rolului său important înFabricare avansată de cipuri.

1.. Explicație detaliată aALDflux de proces

Procesul ALD urmează o secvență strictă pentru a se asigura că se adaugă un singur strat atomic la fiecare depunere de timp, obținând astfel un control precis al grosimii filmului. Pașii de bază sunt următorii:

Pulse precursor: TheALDProcesul începe cu introducerea primului precursor în camera de reacție. Acest precursor este un gaz sau vapori care conține elemente chimice ale materialului de depunere țintă care poate reacționa cu site -uri active specifice peplacăsuprafaţă. Moleculele precursoare sunt adsorbite pe suprafața plafonului pentru a forma un strat molecular saturat.

Purgarea gazelor inerte: Ulterior, este introdus un gaz inert (cum ar fi azot sau argon) pentru a elimina precursorii și produsele secundare nereacționate, asigurându -se că suprafața de placă este curată și gata pentru următoarea reacție.

Al doilea impulsor: după finalizarea purjării, al doilea precursor este introdus pentru a reacționa chimic cu precursorul adsorbit în primul pas pentru a genera depozitul dorit. Această reacție este de obicei auto-limitată, adică, odată ce toate site-urile active sunt ocupate de primul precursor, noi reacții nu vor mai apărea.

Purgarea gazelor inerte din nou: După finalizarea reacției, gazul inert este purmat din nou pentru a îndepărta reactanții reziduali și produsele secundare, restabilirea suprafeței într -o stare curată și pregătirea pentru următorul ciclu.

Această serie de pași constituie un ciclu ALD complet și, de fiecare dată când este finalizat un ciclu, se adaugă un strat atomic la suprafața plafonului. Prin controlul precis al numărului de cicluri, se poate obține grosimea dorită a filmului.

(ALD One Cycle pas)

2. Analiza principiului procesului

Reacția de auto-limitare a ALD este principiul său principal. În fiecare ciclu, moleculele precursoare pot reacționa doar cu siturile active de la suprafață. Odată ce aceste site -uri sunt ocupate pe deplin, moleculele precursoare ulterioare nu pot fi adsorbite, ceea ce asigură că în fiecare rundă de depunere este adăugată un singur strat de atomi sau molecule. Această caracteristică face ca ALD să aibă o uniformitate și o precizie extrem de ridicată atunci când depuneți filme subțiri. Așa cum se arată în figura de mai jos, poate menține o acoperire bună a pasului chiar și pe structuri tridimensionale complexe.

3. Aplicarea ALD în fabricarea semiconductorilor

ALD este utilizat pe scară largă în industria semiconductorilor, inclusiv, dar fără a se limita la:

Depunerea materialelor High-K: utilizat pentru stratul de izolare a porții de tranzistoare de nouă generație pentru a îmbunătăți performanța dispozitivului.

Depunerea porții metalice: cum ar fi nitrura de titan (staniu) și nitrura de tantal (TAN), utilizată pentru a îmbunătăți viteza de comutare și eficiența tranzistoarelor.

Strat de barieră de interconectare: preveniți difuzarea metalelor și mențineți stabilitatea și fiabilitatea circuitului.

Umplerea tridimensională a structurii: cum ar fi umplerea canalelor din structurile FinFET pentru a obține o integrare mai mare.

Depunerea atomică a stratului (ALD) a adus modificări revoluționare industriei de fabricație a semiconductorilor, cu precizia și uniformitatea extraordinară. Prin stăpânirea procesului și principiilor ALD, inginerii sunt capabili să construiască dispozitive electronice cu performanțe excelente la nano -scală, promovând avansarea continuă a tehnologiei informației. Pe măsură ce tehnologia continuă să evolueze, ALD va juca un rol și mai critic în viitorul domeniu semiconductor.