చిప్ తయారీ: అటామిక్ లేయర్ డిపోజిషన్ (ALD)

సెమీకండక్టర్ తయారీ పరిశ్రమలో, పరికరం పరిమాణం తగ్గిపోతూనే ఉంది, సన్నని చలనచిత్ర పదార్థాల నిక్షేపణ సాంకేతికత అపూర్వమైన సవాళ్లను ఎదుర్కొంది. అటామిక్ లేయర్ డిపాజిషన్ (ALD), పరమాణు స్థాయిలో ఖచ్చితమైన నియంత్రణను సాధించగల సన్నని చలనచిత్ర నిక్షేపణ సాంకేతికత, సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఒక అనివార్యమైన భాగంగా మారింది. ఈ కథనం ALD యొక్క ముఖ్యమైన పాత్రను అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడటానికి ప్రక్రియ ప్రవాహం మరియు సూత్రాలను పరిచయం చేయడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుందిఅధునాతన చిప్ తయారీ.

1. యొక్క వివరణాత్మక వివరణALDప్రక్రియ ప్రవాహం

ALD ప్రక్రియ ప్రతిసారి నిక్షేపణకు ఒక అణు పొర మాత్రమే జోడించబడిందని నిర్ధారించడానికి కఠినమైన క్రమాన్ని అనుసరిస్తుంది, తద్వారా ఫిల్మ్ మందం యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణను సాధించవచ్చు. ప్రాథమిక దశలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

పూర్వగామి పల్స్: దిALDరియాక్షన్ చాంబర్‌లోకి మొదటి పూర్వగామిని ప్రవేశపెట్టడంతో ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది. ఈ పూర్వగామి అనేది లక్ష్య నిక్షేపణ పదార్థం యొక్క రసాయన మూలకాలను కలిగి ఉన్న వాయువు లేదా ఆవిరి, ఇది నిర్దిష్ట క్రియాశీల సైట్‌లతో ప్రతిస్పందిస్తుందిపొరఉపరితలం. పూర్వగామి అణువులు సంతృప్త పరమాణు పొరను ఏర్పరచడానికి పొర ఉపరితలంపై శోషించబడతాయి.

జడ వాయువు ప్రక్షాళన: తదనంతరం, రియాక్ట్ చేయని పూర్వగాములు మరియు ఉపఉత్పత్తులను తొలగించడానికి ప్రక్షాళన కోసం ఒక జడ వాయువు (నత్రజని లేదా ఆర్గాన్ వంటివి) ప్రవేశపెట్టబడింది, పొర ఉపరితలం శుభ్రంగా మరియు తదుపరి ప్రతిచర్యకు సిద్ధంగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది.

రెండవ పూర్వగామి పల్స్: ప్రక్షాళన పూర్తయిన తర్వాత, కావలసిన డిపాజిట్‌ను రూపొందించడానికి మొదటి దశలో శోషించబడిన పూర్వగామితో రసాయనికంగా స్పందించడానికి రెండవ పూర్వగామి పరిచయం చేయబడింది. ఈ ప్రతిచర్య సాధారణంగా స్వీయ-పరిమితం అవుతుంది, అంటే, అన్ని క్రియాశీల సైట్‌లు మొదటి పూర్వగామి ద్వారా ఆక్రమించబడిన తర్వాత, కొత్త ప్రతిచర్యలు ఇకపై జరగవు.

మళ్లీ జడ వాయువు ప్రక్షాళన: ప్రతిచర్య పూర్తయిన తర్వాత, అవశేష ప్రతిచర్యలు మరియు ఉపఉత్పత్తులను తొలగించడానికి జడ వాయువు మళ్లీ ప్రక్షాళన చేయబడుతుంది, ఉపరితలాన్ని శుభ్రమైన స్థితికి పునరుద్ధరించడం మరియు తదుపరి చక్రం కోసం సిద్ధం చేయడం.

ఈ దశల శ్రేణి పూర్తి ALD చక్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఒక చక్రం పూర్తయిన ప్రతిసారీ, పొర ఉపరితలంపై పరమాణు పొర జోడించబడుతుంది. చక్రాల సంఖ్యను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా, కావలసిన ఫిల్మ్ మందాన్ని సాధించవచ్చు.

(ALD ఒక సైకిల్ దశ)

2. ప్రక్రియ సూత్ర విశ్లేషణ

ALD యొక్క స్వీయ-పరిమితి ప్రతిచర్య దాని ప్రధాన సూత్రం. ప్రతి చక్రంలో, పూర్వగామి అణువులు ఉపరితలంపై క్రియాశీల సైట్‌లతో మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఈ సైట్‌లు పూర్తిగా ఆక్రమించబడిన తర్వాత, తదుపరి పూర్వగామి అణువులు శోషించబడవు, ఇది ప్రతి రౌండ్ నిక్షేపణలో అణువులు లేదా అణువుల యొక్క ఒక పొర మాత్రమే జోడించబడుతుందని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ లక్షణం సన్నని ఫిల్మ్‌లను డిపాజిట్ చేసేటప్పుడు ALD చాలా ఎక్కువ ఏకరూపత మరియు ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, ఇది సంక్లిష్టమైన త్రిమితీయ నిర్మాణాలపై కూడా మంచి దశల కవరేజీని నిర్వహించగలదు.

3. సెమీకండక్టర్ తయారీలో ALD యొక్క అప్లికేషన్

ALD సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, వీటిలో వీటికి మాత్రమే పరిమితం కాదు:

హై-కె మెటీరియల్ డిపాజిషన్: పరికర పనితీరును మెరుగుపరచడానికి కొత్త తరం ట్రాన్సిస్టర్‌ల గేట్ ఇన్సులేషన్ లేయర్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

మెటల్ గేట్ నిక్షేపణ: టైటానియం నైట్రైడ్ (TiN) మరియు టాంటాలమ్ నైట్రైడ్ (TaN), ట్రాన్సిస్టర్‌ల మార్పిడి వేగం మరియు సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ఇంటర్‌కనెక్షన్ అవరోధ పొర: లోహ వ్యాప్తిని నిరోధించడం మరియు సర్క్యూట్ స్థిరత్వం మరియు విశ్వసనీయతను నిర్వహించడం.

త్రీ-డైమెన్షనల్ స్ట్రక్చర్ ఫిల్లింగ్: అధిక ఏకీకరణను సాధించడానికి ఫిన్‌ఫెట్ నిర్మాణాలలో ఛానెల్‌లను నింపడం వంటివి.

అటామిక్ లేయర్ డిపాజిషన్ (ALD) దాని అసాధారణ ఖచ్చితత్వం మరియు ఏకరూపతతో సెమీకండక్టర్ తయారీ పరిశ్రమలో విప్లవాత్మక మార్పులను తీసుకువచ్చింది. ALD యొక్క ప్రక్రియ మరియు సూత్రాలపై పట్టు సాధించడం ద్వారా, ఇంజనీర్లు నానోస్కేల్ వద్ద అద్భుతమైన పనితీరుతో ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను నిర్మించగలుగుతారు, సమాచార సాంకేతికత యొక్క నిరంతర అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తారు. సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉన్నందున, భవిష్యత్తులో సెమీకండక్టర్ రంగంలో ALD మరింత కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.