在半导体制造的前沿领域,原子层沉积(ALD)设备以其卓越的纳米精度,成为当之无愧的薄膜沉积 “巨匠”。在 3D NAND 闪存、FinFET 晶体管等先进制程中,ALD 设备的高精度特性发挥着决定性作用,为芯片性能的提升提供了关键支撑。
ALD 设备的核心优势在于其独特的逐原子层生长方式,能够实现极其精准的厚度控制,精度可达仅 0.1nm ,这一精度相当于在一根头发丝上堆叠 20 万层薄膜,其精细程度令人叹为观止。随着芯片制程持续向 5nm 及以下的先进节点迈进,传统沉积技术在薄膜均匀性方面的难题愈发突出,而 ALD 设备凭借自限制反应机制,在面对极窄沟槽(如深宽比达到 50:1 的 3D 结构 )时,仍能确保薄膜厚度偏差<1% ,这对于制造密度更高的存储芯片和性能更强的逻辑芯片而言,具有不可替代的重要意义。
在 3D NAND 闪存中,随着存储密度的不断提高,对薄膜的保形性和均匀性要求极为严苛。ALD 设备能够在复杂的三维结构中,精确地逐层沉积薄膜,确保每一层薄膜的厚度和质量都达到极致,从而有效提升存储芯片的存储容量和数据读写速度。在逻辑芯片的 FinFET 晶体管制造中,ALD 设备用于沉积高质量的栅极氧化物薄膜,其精准的厚度控制能力使得晶体管的性能更加稳定,能够在更低的功耗下实现更高的运算速度。
适用于 5nm 制程的沉积设备已成为行业关注的焦点,ALD 设备在这一领域展现出巨大的潜力。随着芯片制程的不断缩小,芯片内部的晶体管结构变得更加复杂,对薄膜沉积设备的精度和性能要求也越来越高。ALD 设备能够在如此微小的尺度下,实现原子级别的精确控制,满足了先进制程对薄膜沉积的严苛要求。例如,在 5nm 制程的芯片制造中,ALD 设备可以在晶体管的栅极和沟道区域沉积高质量的高 k 电介质薄膜和金属电极薄膜,有效降低了晶体管的漏电电流,提高了芯片的运行速度和能源效率。
在技术创新方面,厦门毅睿科技有限公司与厦门芯壹方科技有限公司自主研发生产的微波等离子体辅助原子层沉积系统(MPALD)取得了显著成果。该系统能够实现<±3% 的均匀沉积,微波频率稳定在 2.45±0.025 GHz ,微波功率≥3KW 且可连续调节。这一创新性的设备不仅在技术指标上表现出色,更通过自主研发攻克了关键技术难题,减少了对进口设备的依赖,为半导体产业链的安全提供了有力保障。该系统在一些特定薄膜的沉积过程中,展现出了比传统 ALD 设备更优异的性能,能够制备出质量更高、性能更稳定的薄膜,为国内半导体企业在高端芯片制造领域提供了新的技术选择。
厦门毅睿科技-芯壹方 微波等离子体辅助原子层沉积系统(MPALD)
在全球薄膜沉积设备市场中,ALD 设备的市场份额也在逐步扩大。随着先进制程芯片需求的不断增长,以及对芯片性能要求的日益提高,ALD 设备的应用前景十分广阔。越来越多的半导体制造企业开始采用 ALD 设备来提升其产品的竞争力。在未来,随着技术的进一步发展和成本的降低,ALD 设备有望在更多领域得到应用,推动半导体产业向更高精度、更高性能的方向发展。
厦门毅睿科技-芯壹方原子层沉积(ALD)系统
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