चिप निर्माण: परमाणु परत जमाव (ALD)

सेमीकंडक्टर मैन्युफैक्चरिंग इंडस्ट्री में, जैसे -जैसे डिवाइस का आकार कम होता जा रहा है, पतली फिल्म सामग्री की बयान तकनीक ने अभूतपूर्व चुनौतियों का सामना किया है। परमाणु परत जमाव (ALD), एक पतली फिल्म जमाव तकनीक के रूप में जो परमाणु स्तर पर सटीक नियंत्रण प्राप्त कर सकती है, अर्धचालक विनिर्माण का एक अपरिहार्य हिस्सा बन गया है। इस लेख का उद्देश्य इसकी महत्वपूर्ण भूमिका को समझने में मदद करने के लिए ALD के प्रक्रिया प्रवाह और सिद्धांतों को पेश करना हैउन्नत चिप निर्माण.

1। की विस्तृत व्याख्याएल्डप्रक्रिया प्रवाह

एल्ड प्रक्रिया यह सुनिश्चित करने के लिए एक सख्त अनुक्रम का अनुसरण करती है कि हर बार बयान में केवल एक परमाणु परत जोड़ा जाता है, जिससे फिल्म की मोटाई का सटीक नियंत्रण प्राप्त होता है। मूल चरण इस प्रकार हैं:

Precursor Pulse:एल्डप्रक्रिया की शुरुआत प्रतिक्रिया कक्ष में पहले अग्रदूत की शुरूआत के साथ होती है। यह अग्रदूत एक गैस या वाष्प है जिसमें लक्ष्य जमाव सामग्री के रासायनिक तत्व होते हैं जो विशिष्ट सक्रिय साइटों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैंवफ़रसतह। अग्रदूत अणुओं को एक संतृप्त आणविक परत बनाने के लिए वेफर सतह पर adsorbed किया जाता है।

अक्रिय गैस पर्ज: बाद में, एक अक्रिय गैस (जैसे नाइट्रोजन या आर्गन) को अप्राप्य अग्रदूतों और बायप्रोडक्ट्स को हटाने के लिए पर्ज के लिए पेश किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि वेफर सतह साफ है और अगली प्रतिक्रिया के लिए तैयार है।

दूसरा अग्रदूत पल्स: पर्ज पूरा होने के बाद, दूसरे अग्रदूत को वांछित जमा उत्पन्न करने के लिए पहले चरण में adsorbed अग्रदूत के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करने के लिए पेश किया जाता है। यह प्रतिक्रिया आमतौर पर आत्म-सीमित होती है, अर्थात्, एक बार जब सभी सक्रिय साइटों पर पहले अग्रदूत पर कब्जा हो जाता है, तो नई प्रतिक्रियाएं अब नहीं होंगी।

अक्रिय गैस पर्ज फिर से: प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, अवशिष्ट अभिकारकों और बायप्रोडक्ट्स को हटाने के लिए अक्रिय गैस को फिर से शुद्ध किया जाता है, सतह को एक स्वच्छ अवस्था में बहाल करने और अगले चक्र की तैयारी करने के लिए।

चरणों की यह श्रृंखला एक पूर्ण ALD चक्र का गठन करती है, और हर बार एक चक्र पूरा होने पर, एक परमाणु परत वेफर सतह पर जोड़ा जाता है। चक्रों की संख्या को ठीक से नियंत्रित करके, वांछित फिल्म की मोटाई प्राप्त की जा सकती है।

(ALD वन साइकिल स्टेप)

2। प्रक्रिया सिद्धांत विश्लेषण

एल्ड की स्व-सीमित प्रतिक्रिया इसका मुख्य सिद्धांत है। प्रत्येक चक्र में, अग्रदूत अणु केवल सतह पर सक्रिय साइटों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। एक बार जब इन साइटों को पूरी तरह से कब्जा कर लिया जाता है, तो बाद के अग्रदूत अणुओं को adsorbed नहीं किया जा सकता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि परमाणुओं या अणुओं की केवल एक परत बयान के प्रत्येक दौर में जोड़ा जाता है। यह सुविधा ALD को पतली फिल्मों को जमा करते समय उच्च एकरूपता और सटीकता बनाती है। जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, यह जटिल त्रि-आयामी संरचनाओं पर भी अच्छा कदम कवरेज बनाए रख सकता है।

3। अर्धचालक विनिर्माण में ALD का अनुप्रयोग

एल्ड का उपयोग अर्धचालक उद्योग में व्यापक रूप से किया जाता है, जिसमें सीमित नहीं है:

उच्च-के सामग्री जमाव: डिवाइस के प्रदर्शन में सुधार के लिए नई पीढ़ी ट्रांजिस्टर की गेट इन्सुलेशन परत के लिए उपयोग किया जाता है।

मेटल गेट डिपोजिशन: जैसे कि टाइटेनियम नाइट्राइड (टिन) और टैंटलम नाइट्राइड (टैन), ट्रांजिस्टर की स्विचिंग गति और दक्षता में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

इंटरकनेक्शन बैरियर लेयर: धातु प्रसार को रोकें और सर्किट स्थिरता और विश्वसनीयता बनाए रखें।

तीन-आयामी संरचना भरने: जैसे कि उच्च एकीकरण को प्राप्त करने के लिए FinFET संरचनाओं में चैनल भरना।

परमाणु परत के जमाव (ALD) ने अपनी असाधारण सटीकता और एकरूपता के साथ अर्धचालक विनिर्माण उद्योग में क्रांतिकारी परिवर्तन लाया है। ALD की प्रक्रिया और सिद्धांतों में महारत हासिल करके, इंजीनियर सूचना प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति को बढ़ावा देते हुए, नैनोस्केल में उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण करने में सक्षम हैं। जैसे -जैसे तकनीक विकसित होती रहती है, एलडी भविष्य के सेमीकंडक्टर फील्ड में और भी अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।