Công nghệ màng carbon lỏng giúp sản xuất chip 3D phức tạp

Công ty ASM International phát triển loại màng carbon tự chảy có thể lấp đầy những khoảng trống trong chip 3D giúp giảm chi phí sản xuất và nguy cơ lỗi chip.

Interesting Engineering đưa tin ASM International, nhà sản xuất thiết bị bán dẫn có trụ sở tại Hà Lan, ra mắt màng carbon lỏng XP8 Vertos hôm 22/9. Đây là màng carbon lỏng đầu tiên trên thị trường, sử dụng công nghệ lắng đọng hơi hóa học nâng cao bằng plasma (PECVD). Công nghệ này kết hợp lấp đầy khe hở và làm phẳng bề mặt trong một hệ thống duy nhất, giúp sản xuất chip trở nên đơn giản, giảm chi phí và nguy cơ lỗi khi nhà sản xuất chip tiến tới những thiết kế 3D phức tạp hơn nhằm tăng hiệu suất. Đặc biệt, công nghệ mới có thể sử dụng cho cả thiết bị logic lẫn bộ nhớ và đã được áp dụng trong sản xuất khối lượng lớn.

Dù các nhà sản xuất chip đã sử dụng màng carbon trong hơn hai thập kỷ, vật liệu này không phù hợp với cấu trúc ngày càng phức tạp của chip 3D hiện đại do phủ bám theo hình dạng cấu trúc bề mặt lắng đọng. Kết quả là bề mặt không đồng đều vẫn tồn tại ngay cả khi phủ thêm lớp mới, buộc nhà sản xuất phải thêm bước xử lý để điều chỉnh lại.

Để khắc phục vấn đề, ASM sử dụng màng carbon lỏng Vertos, có thể chảy vào các chi tiết phức tạp trong cấu trúc chip và lấp đầy từ dưới lên. Đồng thời, nó tự làm phẳng để tạo bề mặt mịn màng đồng đều, sẵn sàng cho bước sản xuất tiếp theo. Ngoài ra, vật liệu có thể lấp đầy cấu trúc có tỷ lệ góc cạnh cao mà không tạo ra khoảng rỗng hoặc đường nối. Nó cũng có tính năng tăng độ ổn định nhiệt và lắng đọng chọn lọc theo vùng.

Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ màng carbon lỏng là loại bỏ bước xử lý bổ sung. Do vật liệu carbon tự làm phẳng trong quá trình lắng đọng, nhà sản xuất không cần tiến hành thêm bước làm phẳng cơ học hoặc hóa học để tạo ra bề mặt mong muốn, qua đó hạ chi phí sản xuất và giảm nguy cơ lỗi.

Theo Taiwan News, Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn (SIA) ước tính thị trường bán dẫn toàn cầu trị giá 1,5 nghìn tỷ USD trong năm 2026. Theo John Neuffer, chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của SIA, doanh số tăng trưởng mạnh trên khắp châu Mỹ, châu Á Thái Bình Dương và Trung Quốc sẽ tiếp tục thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành bán dẫn toàn cầu. Do nhu cầu tính toán tăng vọt, các nhà sản xuất chip đang phát triển thiết bị có cấu trúc 3D ngày càng phức tạp, đòi hỏi vật liệu và phương pháp xử lý mới để duy trì hiệu suất. Màng carbon lỏng Vertos có thể mở đường cho những cấu trúc thiết bị mà công nghệ màng carbon hiện nay không thể đáp ứng.

An Khang tổng hợp