ترسيب الطبقة الذرية (ALD) هي تقنية عالية الدقة والتحكم تُستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة للغاية في عمليات أشباه الموصلات. تنطوي هذه الطريقة على تفاعلات سطحية متسلسلة ذاتية التحديد تسمح بالتحكم في سماكة الطبقة الذرية والتوافق الممتاز. وتُعد تقنية ALD مفيدة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية وتوحيداً عالياً، كما هو الحال في تصنيع أجهزة CMOS المتقدمة.
الشرح التفصيلي:
-
آلية العملية:
-
تعمل عملية الاستحلاب المستطيل الأحادي الذائب عن طريق إدخال اثنين أو أكثر من الغازات السليفة في غرفة التفاعل بالتتابع. تتفاعل كل سليفة مع الركيزة أو الطبقة المودعة سابقًا لتكوين طبقة أحادية ممتصة كيميائيًا. هذا التفاعل محدود ذاتيًا، مما يعني أنه بمجرد تشبع السطح بالكامل بالأنواع الممتصة كيميائيًا، يتوقف التفاعل بشكل طبيعي. بعد كل تعريض للسلائف، يتم تطهير الحجرة لإزالة السلائف الزائدة والمنتجات الثانوية للتفاعل قبل إدخال السلائف التالية. تتكرر هذه الدورة حتى يتم تحقيق سمك الفيلم المطلوب.
- الفوائد في هندسة أشباه الموصلات:التحكم في السماكة:
- تسمح تقنية ALD بالتحكم الدقيق في سُمك الأغشية المترسبة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصغير الأجهزة الإلكترونية.المطابقة:
- تتميز الأفلام المودعة بواسطة تقنية ALD بالتطابق الشديد، مما يعني أنها تغطي بشكل موحد الهياكل المعقدة وذات نسبة العرض إلى الارتفاع العالية، وهو أمر ضروري لأجهزة أشباه الموصلات المتقدمة.التوحيد:
-
توفر تقنية الاستحلاب بالتحلل بالتحلل الأحادي الذائب انتظامًا ممتازًا على مساحات كبيرة، وهو أمر بالغ الأهمية للأداء المتسق للدوائر المتكاملة.التطبيقات في تصنيع أشباه الموصلات:
-
تُستخدم تقنية ALD على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات، خاصةً لتصنيع ترانزستورات أكسيد الفلزات وشبه الموصلات التكميلية عالية الأداء (CMOS). كما يُستخدم أيضًا في تصنيع مكونات أخرى مثل رؤوس التسجيل المغناطيسي ومداخن بوابات MOSFET ومكثفات DRAM والذواكر الكهروضوئية غير المتطايرة. كما أن قدرة تقنية ALD على تعديل خصائص السطح توسع نطاق استخدامها ليشمل الأجهزة الطبية الحيوية.
التحديات:
