ব্লগের বিস্তারিত

চিপ ম্যানুফ্যাকচারিং-এ ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়া: পাতলা ফিল্ম জমা করা

ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি অনেক জটিল এবং পরিশোধিত তৈরির ধাপগুলির সমন্বয়ে গঠিত, যার মধ্যে পাতলা ফিল্ম জমা করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি। পাতলা ফিল্ম জমার উদ্দেশ্য হল সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে মাল্টিলেয়ার স্ট্যাক তৈরি করা এবং ধাতুর স্তরগুলির মধ্যে নিরোধক নিশ্চিত করা। একাধিক পরিবাহী ধাতব স্তর এবং ডাইইলেকট্রিক ইনসুলেটিং স্তরগুলি ওয়েফার পৃষ্ঠের উপর পর্যায়ক্রমে স্তূপ করা হয়। এরপরে এগুলি 3D কাঠামো তৈরি করতে বারবার এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নির্বাচনীভাবে সরানো হয়।

পাতলা শব্দটি সাধারণত 1 মাইক্রনের কম পুরুত্বের ফিল্মগুলিকে বোঝায়, যা প্রচলিত যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে তৈরি করা যায় না। ওয়েফার পৃষ্ঠের উপর এই আণবিক বা পারমাণবিক ফিল্মগুলি সংযুক্ত করার প্রক্রিয়াটিকে জমা করা বলে।

অন্তর্নিহিত নীতির উপর নির্ভর করে, পাতলা ফিল্ম জমার কৌশলগুলি সাধারণত শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD)

• ভৌত বাষ্প জমা (PVD)

• পারমাণবিক স্তর জমা (ALD)

যেহেতু পাতলা ফিল্ম প্রযুক্তি বিকশিত হয়েছে, তাই ওয়েফার তৈরির বিভিন্ন ধাপের জন্য বিভিন্ন জমার সিস্টেম তৈরি হয়েছে।

▌ভৌত বাষ্প জমা (PVD)

PVD হল ভ্যাকুয়াম-ভিত্তিক প্রক্রিয়াগুলির একটি গ্রুপ যা টার্গেট উপাদান ( কঠিন বা তরল) কে পরমাণু বা অণুতে বাষ্পীভূত করতে ভৌত উপায় ব্যবহার করে, অথবা আংশিকভাবে তাদের আয়নিত করে এবং কার্যকরী ফিল্মগুলিকে স্তরটিতে জমা করার জন্য নিম্ন-চাপ গ্যাস বা প্লাজমার মাধ্যমে পরিবহন করে।

সাধারণ PVD পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• বাষ্পীভবন জমা

• স্পুটার জমা

• আর্ক প্লাজমা জমা

• আয়ন প্লেটিং

• আণবিক বীম এপিট্যাক্সি (MBE)

PVD এর বৈশিষ্ট্য হল:

• উচ্চ ফিল্ম বিশুদ্ধতা

• স্থিতিশীল ফিল্মের গুণমান

• কম প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা

• উচ্চ জমার হার

• তুলনামূলকভাবে কম উত্পাদন খরচ

PVD প্রধানত ধাতব ফিল্ম জমা করার জন্য ব্যবহৃত হয় এবং ইনসুলেটিং ফিল্মের জন্য উপযুক্ত নয়। এর কারণ হল যখন পজিটিভ আয়ন একটি ইনসুলেটিং টার্গেটে আঘাত করে, তখন তারা টার্গেট পৃষ্ঠে গতিশক্তি স্থানান্তর করে, কিন্তু পজিটিভ আয়নগুলি নিজেরাই পৃষ্ঠের উপর জমা হয়। এই চার্জ তৈরি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে যা আগত আয়নকে বিকর্ষণ করে এবং অবশেষে স্পুটারিং প্রক্রিয়া বন্ধ করে দেয়।

● ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবন

একটি ভ্যাকুয়াম পরিবেশে, টার্গেট উপাদান উত্তপ্ত হয় এবং বাষ্পীভূত হয়। পরমাণু বা অণুগুলি পৃষ্ঠ থেকে বাষ্পীভূত হয় এবং স্তরটিতে জমা হওয়ার জন্য ভ্যাকুয়ামের মাধ্যমে ন্যূনতম সংঘর্ষের সাথে ভ্রমণ করে। সাধারণ গরম করার পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• রোধক গরম করা

• উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন

• ইলেকট্রন বীম, লেজার বীম, বা আয়ন বীম বম্বার্ডমেন্ট

● স্পুটার জমা

ভ্যাকুয়ামে, উচ্চ-শক্তির কণা (সাধারণত Ar⁺ আয়ন) টার্গেট পৃষ্ঠে আঘাত করে, যার ফলে পরমাণু নির্গত হয় এবং স্তরটিতে জমা হয়।

● আয়ন প্লেটিং

আয়ন প্লেটিং কোটিং উপাদানকে আয়ন এবং উচ্চ-শক্তির নিরপেক্ষ পরমাণুতে আয়নিত করতে প্লাজমা ব্যবহার করে। স্তরটিতে আকর্ষণ করে এবং একটি পাতলা ফিল্ম তৈরি করতে একটি নেতিবাচক পক্ষপাত প্রয়োগ করা হয়।

▌রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD)

CVD পাতলা ফিল্ম জমা করতে রাসায়নিক বিক্রিয়া ব্যবহার করে। বিক্রিয়ক গ্যাসগুলি একটি প্রতিক্রিয়া চেম্বারে প্রবেশ করানো হয় এবং তাপ, প্লাজমা বা আলো ব্যবহার করে সক্রিয় করা হয়। এই গ্যাসগুলি রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে স্তরটিতে পছন্দসই কঠিন ফিল্ম তৈরি করে, যখন উপ-উৎপাদনগুলি চেম্বার থেকে নির্গত হয়।

CVD অবস্থার উপর নির্ভর করে অনেক প্রকারের হয়:

• বায়ুমণ্ডলীয় চাপ CVD (APCVD)

• নিম্ন চাপ CVD (LPCVD)

• প্লাজমা বর্ধিত CVD (PECVD)

• উচ্চ ঘনত্ব PECVD (HDPECVD)

• ধাতু-জৈব CVD (MOCVD)

• পারমাণবিক স্তর জমা (ALD)

CVD ফিল্মগুলি সাধারণত প্রদর্শন করে:

• উচ্চ বিশুদ্ধতা

• শ্রেষ্ঠ কর্মক্ষমতা
  এটি চিপ ম্যানুফ্যাকচারিং-এ ধাতু, ডাইইলেকট্রিক এবং সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ম তৈরির প্রধান পদ্ধতি।

● APCVD

বায়ুমণ্ডলীয় চাপে এবং 400–800 °C-এ সঞ্চালিত হয়, যেমন ফিল্ম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়:

• একক-ক্রিস্টাল সিলিকন

• পলিসিস্টালাইন সিলিকন

• সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO₂)

• ডোপড SiO₂

● LPCVD

>90nm প্রক্রিয়াকরণে প্রয়োগ করা হয়:

• SiO₂, PSG/BPSG

• সিলিকন নাইট্রাইড (Si₃N₄)

• পলি সিলিকন

● PECVD

ডাইইলেকট্রিক এবং সেমিকন্ডাক্টর উপাদান জমা করার জন্য 28–90 nm নোডগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
সুবিধা:

• কম জমার তাপমাত্রা

• উচ্চ ফিল্ম ঘনত্ব এবং বিশুদ্ধতা

• দ্রুত জমার হার
  APCVD এবং LPCVD-এর তুলনায় PECVD সিস্টেমগুলি ফ্যাবগুলিতে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পাতলা ফিল্ম সরঞ্জাম হয়ে উঠেছে।

▌পারমাণবিক স্তর জমা (ALD)

ALD হল CVD-এর একটি বিশেষ প্রকার যা স্ব-সীমাবদ্ধ পৃষ্ঠের প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে একবারে একটি পারমাণবিক স্তর জমা করে অতি-পাতলা ফিল্ম বৃদ্ধি করতে সক্ষম করে।

প্রচলিত CVD-এর বিপরীতে, ALD অগ্রদূত পালসগুলিকে বিকল্প করে। প্রতিটি স্তর পূর্বের জমা হওয়া স্তরের সাথে একটি ধারাবাহিক পৃষ্ঠের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত হয়। এটি সক্ষম করে:

• পারমাণবিক-স্কেল পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ

• কনফর্মাল কভারেজ

• পিনহোল-মুক্ত ফিল্ম

ALD সমর্থন করে:

• ধাতু

• অক্সাইড

• কার্বাইড, নাইট্রাইড, সালফাইড, সিলিসাইড

• সেমিকন্ডাক্টর এবং সুপার কন্ডাক্টর

ইন্টিগ্রেশন ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে এবং ডিভাইসের আকার ছোট হওয়ার কারণে, উচ্চ-k ডাইইলেকট্রিকগুলি ট্রানজিস্টর গেটে SiO₂ প্রতিস্থাপন করছে। ALD-এর চমৎকার স্টেপ কভারেজ এবং সুনির্দিষ্ট পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ এটিকে উন্নত ডিভাইস তৈরির জন্য আদর্শ করে তোলে এবং এটি ক্রমবর্ধমানভাবে অত্যাধুনিক চিপ উৎপাদনে গৃহীত হচ্ছে।

▌জমা প্রযুক্তির তুলনা

● ফিল্ম জমার কর্মক্ষমতা

(এখানে আপনি কনফর্মালিটি, পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণ, স্টেপ কভারেজ ইত্যাদির একটি তুলনামূলক সারণী সন্নিবেশ করতে পারেন।)

● প্রযুক্তি এবং অ্যাপ্লিকেশন

(PVD বনাম CVD বনাম ALD ব্যবহারের ক্ষেত্রে দেখিয়ে সারণী সন্নিবেশ করুন)

● সরঞ্জাম ও ক্ষমতা

(জমার হার, তাপমাত্রা, অভিন্নতা, খরচ তুলনা করে সারণী সন্নিবেশ করুন)

উপসংহার

পাতলা ফিল্ম জমার প্রযুক্তির অগ্রগতি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের অব্যাহত বিকাশের জন্য অপরিহার্য। এই প্রক্রিয়াগুলি আরও বৈচিত্র্যময় এবং বিশেষায়িত হচ্ছে, যা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উৎপাদনে আরও উদ্ভাবন এবং পরিমার্জন করতে সক্ষম করে।

সম্পর্কিত পণ্য

SiC এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার সিলিকন কার্বাইড 4H 4 ইঞ্চি 6 ইঞ্চি উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা সেমিকন্ডাক্টর শিল্প