Технология АСО (ALD) для изготовления МЭМС

АСО - ключевая технология в современном производстве микроэлектроники

Атомно-слоевое осаждение (АСО, ALD) – ключевая технология в современном производстве микроэлектроники, которая также находит все более широкое применение в других областях промышленности. Изобретателем и обладателем патента на технологию для промышленных применений в начале 1970-х годов стал доктор Туомо Сунтола. В 2004 году д-р Сунтола вошел в правление финской компании Picosun, которая стала одним из пионеров в области коммерциализации АСО. В настоящее время Picosun поставляет широкий спектр оборудования для применения в промышленном производстве и НИОКР.

АСО для производства МЭМС

При изготовлении ИС с помощью таких методов, как CVD, центрифугирование или напыление, производители сталкиваются с одной и той же проблемой - постоянно уменьшающиеся размеры ИС предъявляют новые требования к качеству тонких пленок, которые сложно достичь при помощи традиционных способов нанесения покрытий. Помимо этого, высокие температуры, которые используются при нанесении покрытий, также являются ограничивающим фактором при производстве МЭМС.

Вышеперечисленные проблемы могут быть решены при помощи метода атомно-слоевого осаждения (АСО, ALD), который обеспечивает высокое качество, равномерность нанесения и конформность тонких пленок даже при низких температурах.

Используя технологию АСО при производстве МЭМС устройств, производители получают высококачественную продукцию, так как тонкие пленки АСО фактически ламинируют поверхность микроканавок с наноразмерной точностью.

Характеристики пленок АСО:

• Технология АСО обеспечивает превосходные результаты для плёнок внутри микроканавок. Другие технологии не могут обеспечить четкие интерфейсы в структурах подобного типа.
• Осажденные плёнки не имеют микроотверстий, что обеспечивает длительный срок службы и отсутствие слабых мест в покрытиях.
• Конформные плёнки обеспечивают хорошие свойства покрытий даже в самых трудных для нанесения местах на поверхности, внутри наноструктур с очень высоким соотношением размеров и на высоких микроступеньках.

• В противоположность, технология АСО может быть использована для закрытия наноразмерных пор (например, после нанесения покрытий с помощью технологии напыления конденсацией из паровой фазы (Physical Vapour Deposition, PVD).
• Всё вышесказанное доказано опытным путем на производстве.

94 нм SiO2 АСО в микроканавках

Тонкие пленки АСО

Так, при производстве МЭМС могут быть использованы следующие АСО пленки:

• Al₂O₃ может использоваться в качестве диэлектрика, гидрофобного и увеличивающего адгезию слоя. Он также может быть использован в качестве защитного слоя для герметизации устройств.

• TiO₂ используется в качестве защитного слоя, которые предохраняет основные структуры от трения и износа.

• ZnO:Al может быть использован в качестве зарядно-рассеивающего слоя.

• SiO2, Si3N4 могут использоваться в качестве электрически изолирующих слоев.

Помимо этого, из указанных выше соединений Al₂O₃, SiO₂ и TiO₂ являются биологически совместимыми материалами, что позволяет использовать их в медицине при изготовлении имплантов.

Комбинация пленок АСО с другими материалами позволяет создавать материалы с различными возможностями: с отражающими и антиотражающими характеристиками, а также черные поглощающие оптические покрытия.

PICOSUN™ P-200 выходит на рынок промышленного производства устройств МЭМС и светодиодов

Чрезвычайно успешный на протяжении долгого времени инструмент PICOSUN™ P-300 для пакетной обработки образцов и представленный в недавнее время промышленный инструмент PICOSUN™ P-1000 были дополнены новым инструментом PICOSUN™ P-200 для пакетной обработки образцов.

Инструмент P-300 был разработан для работы с подложками диаметром до 300 мм, а инструмент P-1000 – для подложек диаметром до 450 мм. С другой стороны, АСО инструмент P-200 разработан и оптимизирован для обработки подложек меньшего размера: партий подложек до 25 штук с диаметрами 150 мм и 200 мм.

Тем самым расширяется диапазон предлагаемых инструментов Picosun для пакетной АСО обработки в промышленности. Данный АСО инструмент ориентирован в первую очередь на МЭМС промышленность и промышленность, выпускающую светодиодную продукцию, а также на промышленность, выпускающую силовую электронику. К настоящему времени ALD инструмент PICOSUN™ P-200 уже был выбран четырьмя ведущими производителями МЭМС и светодиодов.

Вывод

Сегодня, технология АСО является одной из ключевых технологий, предоставляющей огромные возможности для производства ИС и MЭMС, учитывая, что современное производство МЭМС требует постоянно уменьшающихся размеров компонентов.

Picosun предлагает оборудование для изготовления МЭМС, рассчитанное как для производства небольших партий, так и для серийного производства ИС и MЭMС с большой пропускной способностью. Все серии оборудования используются в производстве и проверены многолетним опытом использования в данной области промышленности.