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在晶圆级大规模生产中引入脉冲激光沉积(PLD)技术
2025/1/21 13:34:40    
在半导体生产中使用激光沉积薄膜,并将脉冲激光沉积(PLD)引入晶圆级大规模生产,可以实现下一代应用,如5G和Wi-Fi 6的RF(射频)滤波器以及高端MEMS(微机电系统)麦克风。


PLD专业技术


专业技术在连接物理世界和数字世界方面发挥着关键作用,并有助于实现全球经济的现代化。它们允许我们将我们生活的模拟世界连接到数字世界,如高级计算和人工智能。

专业技术包括MEMS(微机电系统)图像传感器、电源管理解决方案、本地边缘计算能力、模拟信号转换和RF连接解决方案。其中:
射频滤波器是一种电子设备,可以选择性地调谐到特定的数据传输频带。这使得您的手机或设备能够不受干扰地发送和接收高速数据,从而提高通信质量。
MEMS(微机电系统)是一种结合了电子和移动部件的微型设备技术。例如,MEMS技术被结合到音频设备、微镜和微型扬声器中。
专业技术可在汽车、移动通信、医疗保健、零售、制造和工业自动化等众多日常应用中实现关键功能。
这些应用的结合有助于实现我们生活的日益智能的世界,确保200mm和300mm晶圆产品能够满足上述需求。


添加Pulsus


2022年,Lam Research收购了晶圆级PLD系统开发的先驱Solmates。两年过去了,Solmates的PLD专业知识和Lam在沉积方面的丰富经验相结合,为大规模制造带来了新的PLD系统,解决了下一代RF滤波器和MEMS器件所需材料的技术挑战。

Pulsus PLD加入Lam产品组合,进一步扩大了我们专注于专业技术的沉积、蚀刻和单晶片清洗产品的全面范围。PLD因其沉积高质量多元薄膜的能力而脱颖而出,这在精密驱动的微芯片制造领域至关重要。这项技术提供了独特的功能,使其成为行业的游戏规则改变者。

以RF滤波器和MEMS麦克风的制造为例。对于这些器件,钪(Sc)的水平是实现性能的关键因素。诸如反应溅射的传统沉积技术在钪水平约为30%时表现出性能饱和。Lam的PLD技术能够获得40% Sc以上的高质量薄膜,性能优于传统技术沉积的薄膜。与传统沉积技术相比,PLD的优点包括:
适用于沉积复杂材料,尤其是陶瓷,如氮化铝钪(AlScN)
更高质量的薄膜–提供更高的器件性能
先进的薄膜控制–晶圆内(WiW)厚度和应力均匀性调整


PLD是如何工作的?


高功率激光束撞击真空室中的目标材料,产生等离子体羽,在晶片上沉积薄层。这一过程对于实现高质量、均匀的薄膜以及对厚度和应力的精确控制至关重要。

PLD的工作方式不同于其他沉积技术,如溅射或原子层沉积(ALD):
如果我们从雨的角度来考虑沉积,那么溅射就像一场温和的、普遍的降雨,在地面上慢慢形成水池。
ALD可以比作浸透草地的晨露,
相比之下,PLD是一个局部的,在地面上空盘旋的大雨。在脉冲激光沉积中,高功率激光束撞击晶片上的目标材料,就像晶片上的局部大雨。


PLD的优势


用PLD沉积高性能薄膜有助于扩展和加速我们客户的发展蓝图。Lam的PLD设备旨在提供经济高效的大批量制造解决方案,同时确保卓越的一致性和质量。这种效率对于提高制造产量和保持竞争力至关重要。

无铅替代方案:提高AlScN中的钪浓度可增强压电力。这一点,加上这种材料的集成优势,使其成为压电材料锆钛酸铅(PZT)无铅替代品的主要候选材料。

PLD有潜力推动下一代专业技术,包括面向5G和WiFi6的RF滤波器、高端MEMS麦克风和其他MEMS应用,为半导体行业带来了令人兴奋的新材料。

查询进一步信息,请访问官方网站http://newsroom.lamresearch.com/pulsed-laser-deposition-pulsus?blog=true。(Robin Zhang,张底剪报)
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