Современные решения для производства электроники

Оборудование компании Picosun для синтеза сверхтонких пленок по технологии атомно-слоевого осаждения

А.Веселов, alexey.veselov@picosun.com

Рассматривается история разработки, принципы, преимущества и ограничения технологии атомно-слоевого осаждения (АСО), а также оборудование компании Picosun для исследовательских и промышленных задач.

Разработки в области технологии атомнослоевого осаждения (АСО) имеют длительную историю, начиная с 1950−х годов, когда впервые концепция данного метода была предложена в работах проф. В.Б.Алесковского (СССР). В 1974 году технология АСО была запатентована в Финляндии доктором Туомо Сунтолой, который длительное время до этого занимался различными НИОКР в данном направлении. В настоящее время на рынке представлено множество марок оборудования, реализующего принципы АСО, но особое положение, безусловно, занимает Picosun (Финляндия) – компания, идейным вдохновителем и членом совета директоров которой является Т.Сунтола. Длительное время техническим директором Picosun был Свен Линдфорс, на протяжении 40 лет занимавшийся разработкой оборудования АСО для разных применений. Огромный опыт научного коллектива в области создания различного оборудования АСО и постоянные усовершенствования технологии также способствуют лидерству компании. Picosun – пример того, что научные изыскания могут и должны приводить к успеху, когда в практическом применении их результатов заинтересовано множество отраслей промышленности.

Технология

В основе АСО лежит принцип самонасыщения, согласно которому атомы или молекулы типа A реагируют на поверхности изделий только со свободными химическими связями атомов (молекул) предыдущего слоя (тип B), равномерно покрывая всю поверхность изделий однородным монослоем. Если свободной химической связи нет, реакции на поверхности изделий не происходит. Поскольку реакционная камера, в которой находится изделие, постоянно продувается азотом или аргоном, избыток частиц типа A и продукты реакции удаляются, что позволяет предотвратить возможные «паразитные» химические реакции на поверхности изделий. Молекулы следующего слоя (тип B) реагируют только с молекулами типа A и также адсорбируются на поверхности одним слоем, после чего камера снова продувается азотом (аргоном). Далее цикл повторяется до достижения требуемой толщины пленки. Именно последовательность импульсного напуска и удаления рабочих газов является главным отличием АСО от традиционного метода химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ), при котором реакционные газы находятся в рабочей камере одновременно в течение значительного периода (до десятков минут).

Благодаря эффекту самонасыщения химических реакций на поверхности изделия выращивание тонких пленок методом АСО может управляться на уровне атомных слоев с высочайшими воспроизводимостью и однородностью. Еще одним преимуществом АСО над другими технологиями осаждения тонких пленок является уникальная возможность синтеза однородных пленок на ступеньках и в микроканавках со сверхвысокими аспектными отношениями. Эти обстоятельства крайне актуальны в связи с тенденцией миниатюризации изделий микроэлектроники и устройств на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС).

Полную версию статьи читайте в PDF формате.

Статьи