Pembuatan Cip: Pemendapan Lapisan Atom (ALD)

Dalam industri pembuatan semikonduktor, kerana saiz peranti terus mengecut, teknologi pemendapan bahan -bahan filem nipis telah menimbulkan cabaran yang belum pernah terjadi sebelumnya. Pemendapan lapisan atom (ALD), sebagai teknologi pemendapan filem nipis yang dapat mencapai kawalan yang tepat pada tahap atom, telah menjadi sebahagian daripada pembuatan semikonduktor. Artikel ini bertujuan untuk memperkenalkan aliran proses dan prinsip ALD untuk membantu memahami peranan pentingnya dalamPembuatan cip lanjutan.

1. Penjelasan terperinci mengenaiAldaliran proses

Proses ALD mengikuti urutan yang ketat untuk memastikan bahawa hanya satu lapisan atom ditambah setiap masa pemendapan, dengan itu mencapai kawalan ketebalan filem yang tepat. Langkah -langkah asas adalah seperti berikut:

Pulse Prekursor: TheAldProses bermula dengan pengenalan prekursor pertama ke dalam ruang tindak balas. Prekursor ini adalah gas atau wap yang mengandungi unsur -unsur kimia bahan pemendapan sasaran yang dapat bertindak balas dengan tapak aktif tertentu diwaferpermukaan. Molekul prekursor diserap pada permukaan wafer untuk membentuk lapisan molekul tepu.

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

Pulse Prekursor Kedua: Selepas pembersihan selesai, prekursor kedua diperkenalkan untuk bertindak balas secara kimia dengan prekursor yang terserap dalam langkah pertama untuk menghasilkan deposit yang dikehendaki. Reaksi ini biasanya membatasi diri, iaitu, apabila semua tapak aktif diduduki oleh pendahulunya yang pertama, reaksi baru tidak lagi berlaku.

Inert Gas Purge Again: Selepas tindak balas selesai, gas lengai dibersihkan lagi untuk menghilangkan reaktan sisa dan produk sampingan, memulihkan permukaan ke keadaan bersih dan bersiap untuk kitaran seterusnya.

Langkah -langkah siri ini merupakan kitaran ALD yang lengkap, dan setiap kali kitaran selesai, lapisan atom ditambah ke permukaan wafer. Dengan tepat mengawal bilangan kitaran, ketebalan filem yang dikehendaki dapat dicapai.

(Langkah ALD One Cycle)

2. Analisis Prinsip Proses

Reaksi diri Ald adalah prinsip terasnya. Dalam setiap kitaran, molekul prekursor hanya boleh bertindak balas dengan tapak aktif di permukaan. Sebaik sahaja laman web ini diduduki sepenuhnya, molekul prekursor berikutnya tidak boleh diserap, yang memastikan hanya satu lapisan atom atau molekul ditambah dalam setiap pusingan pemendapan. Ciri ini menjadikan ALD mempunyai keseragaman dan ketepatan yang sangat tinggi apabila mendepositkan filem nipis. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah, ia dapat mengekalkan liputan langkah yang baik walaupun pada struktur tiga dimensi yang kompleks.

3. Permohonan ALD dalam Pembuatan Semikonduktor

Ald digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

Pemendapan Bahan Tinggi K: Digunakan untuk lapisan penebat pintu transistor generasi baru untuk meningkatkan prestasi peranti.

Pemendapan pintu logam: seperti titanium nitride (TIN) dan tantalum nitride (TAN), digunakan untuk meningkatkan kelajuan penukaran dan kecekapan transistor.

Lapisan penghalang interkoneksi: Mencegah penyebaran logam dan mengekalkan kestabilan litar dan kebolehpercayaan.

Pengisian struktur tiga dimensi: seperti mengisi saluran dalam struktur FinFET untuk mencapai integrasi yang lebih tinggi.

Pemendapan lapisan atom (ALD) telah membawa perubahan revolusioner kepada industri pembuatan semikonduktor dengan ketepatan dan keseragamannya yang luar biasa. Dengan menguasai proses dan prinsip ALD, jurutera dapat membina peranti elektronik dengan prestasi yang sangat baik di nanoscale, mempromosikan kemajuan teknologi maklumat yang berterusan. Memandangkan teknologi terus berkembang, ALD akan memainkan peranan yang lebih kritikal dalam bidang semikonduktor masa depan.