چپ مینوفیکچرنگ: اٹامک لیئر ڈیپوزیشن (ALD)

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں، جیسا کہ ڈیوائس کا سائز سکڑتا جا رہا ہے، پتلی فلمی مواد کو جمع کرنے کی ٹیکنالوجی نے بے مثال چیلنجز کا سامنا کیا ہے۔ اٹامک لیئر ڈیپوزیشن (ALD)، ایک پتلی فلم ڈپوزیشن ٹیکنالوجی کے طور پر جو جوہری سطح پر قطعی کنٹرول حاصل کر سکتی ہے، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کا ایک ناگزیر حصہ بن چکی ہے۔ اس مضمون کا مقصد ALD کے عمل کے بہاؤ اور اصولوں کو متعارف کرانا ہے تاکہ اس کے اہم کردار کو سمجھنے میں مدد مل سکے۔اعلی درجے کی چپ مینوفیکچرنگ.

1. کی تفصیلی وضاحتاے ایل ڈیعمل کے بہاؤ

اے ایل ڈی عمل اس بات کو یقینی بنانے کے لیے ایک سخت ترتیب کی پیروی کرتا ہے کہ ہر بار جمع ہونے پر صرف ایک ایٹم پرت کو شامل کیا جائے، اس طرح فلم کی موٹائی کا درست کنٹرول حاصل کیا جاتا ہے۔ بنیادی اقدامات درج ذیل ہیں:

پیشگی نبض: Theاے ایل ڈیعمل رد عمل کے چیمبر میں پہلے پیشرو کے تعارف کے ساتھ شروع ہوتا ہے۔ یہ پیش خیمہ ایک گیس یا بخارات ہے جس میں ہدف جمع کرنے والے مواد کے کیمیائی عناصر ہوتے ہیں جو مخصوص فعال سائٹس کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں۔ویفرسطح پیشگی مالیکیول ایک سیر شدہ مالیکیولر پرت بنانے کے لیے ویفر کی سطح پر جذب ہوتے ہیں۔

غیر فعال گیس صاف کرنا: اس کے بعد، ایک غیر فعال گیس (جیسے نائٹروجن یا آرگن) کو صاف کرنے کے لیے متعارف کرایا جاتا ہے تاکہ غیر رد عمل والے پیشگی اور ضمنی مصنوعات کو ہٹا دیا جائے، اس بات کو یقینی بنایا جائے کہ ویفر کی سطح صاف ہو اور اگلے رد عمل کے لیے تیار ہو۔

دوسری پیشگی نبض: صاف کرنے کے مکمل ہونے کے بعد، دوسرے پیشگی کو پہلے مرحلے میں جذب شدہ پیشگی کے ساتھ کیمیاوی طور پر رد عمل ظاہر کرنے کے لیے متعارف کرایا جاتا ہے تاکہ مطلوبہ ڈپازٹ پیدا ہو سکے۔ یہ ردعمل عام طور پر خود کو محدود کرتا ہے، یعنی، ایک بار جب تمام فعال سائٹس پہلے پیشگی کے زیر قبضہ ہو جائیں تو، نئے رد عمل اب رونما نہیں ہوں گے۔

غیر فعال گیس کو دوبارہ صاف کرنا: رد عمل مکمل ہونے کے بعد، بقایا ری ایکٹنٹس اور ضمنی مصنوعات کو ہٹانے کے لیے، سطح کو صاف حالت میں بحال کرنے اور اگلے دور کے لیے تیاری کرنے کے لیے غیر فعال گیس کو دوبارہ صاف کیا جاتا ہے۔

مراحل کا یہ سلسلہ ایک مکمل ALD سائیکل تشکیل دیتا ہے، اور ہر بار جب کوئی سائیکل مکمل ہوتا ہے، تو ویفر کی سطح پر ایک جوہری تہہ شامل کی جاتی ہے۔ سائیکلوں کی تعداد کو درست طریقے سے کنٹرول کرکے، مطلوبہ فلم کی موٹائی حاصل کی جاسکتی ہے۔

(ALD ایک سائیکل مرحلہ)

2. عمل کے اصول کا تجزیہ

اے ایل ڈی کا خود محدود ردعمل اس کا بنیادی اصول ہے۔ ہر چکر میں، پیشگی مالیکیول صرف سطح پر موجود فعال مقامات کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں۔ ایک بار جب یہ جگہیں مکمل طور پر قابض ہو جاتی ہیں، تو بعد میں آنے والے پیشگی مالیکیولز کو جذب نہیں کیا جا سکتا، جو اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ جمع ہونے کے ہر دور میں ایٹموں یا مالیکیولز کی صرف ایک پرت شامل کی جائے۔ یہ خصوصیت پتلی فلموں کو جمع کرتے وقت ALD کو انتہائی اعلی یکسانیت اور درستگی کا حامل بناتی ہے۔ جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، یہ پیچیدہ سہ جہتی ڈھانچے پر بھی اچھے قدم کی کوریج کو برقرار رکھ سکتا ہے۔

3. سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ALD کا اطلاق

اے ایل ڈی وسیع پیمانے پر سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں استعمال ہوتا ہے، بشمول لیکن ان تک محدود نہیں:

ہائی-کے میٹریل ڈیپوزیشن: ڈیوائس کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے نئی نسل کے ٹرانجسٹروں کی گیٹ موصلیت کی پرت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

دھاتی گیٹ جمع: جیسے ٹائٹینیم نائٹرائڈ (TiN) اور tantalum nitride (TaN)، جو ٹرانسسٹروں کی سوئچنگ کی رفتار اور کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

انٹرکنکشن رکاوٹ پرت: دھات کے پھیلاؤ کو روکیں اور سرکٹ کے استحکام اور وشوسنییتا کو برقرار رکھیں۔

تین جہتی ڈھانچے کو بھرنا: جیسے FinFET ڈھانچے میں چینلز کو بھرنا تاکہ اعلی انضمام حاصل کیا جاسکے۔

اٹامک لیئر ڈیپوزیشن (ALD) نے اپنی غیر معمولی درستگی اور یکسانیت کے ساتھ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں انقلابی تبدیلیاں لائی ہیں۔ ALD کے عمل اور اصولوں میں مہارت حاصل کرکے، انجینئرز نانوسکل پر بہترین کارکردگی کے ساتھ الیکٹرانک آلات بنانے کے قابل ہوتے ہیں، جس سے انفارمیشن ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی کو فروغ ملتا ہے۔ جیسا کہ ٹیکنالوجی کا ارتقا جاری ہے، ALD مستقبل کے سیمی کنڈکٹر فیلڈ میں اور بھی زیادہ اہم کردار ادا کرے گا۔