Нечкә фильмны урнаштыру техникасына комплекслы күзәтү: MOCVD, Магнитрон Спуттеринг һәм PECVD

Ярымүткәргеч җитештерүдә, фотолитография һәм эфиринг - иң еш телгә алынган процесслар, эпитаксиаль яки нечкә пленка туплау техникасы шул ук критик. Бу мәкалә чип ясауда кулланылган берничә киң таралган нечкә пленка туплау ысуллары белән таныштыраMOCVD, магнитрон, һәмPECVD.

Ни өчен нечкә кино процесслары чип җитештерүдә мөһим?

Мисал өчен, гади пешкән икмәкне күз алдыгызга китерегез. Onз-үзеннән, ул ялагайны татып карарга мөмкин. Ләкин, төрле соуслар белән чистартып, тәмле чөгендер пастасы яки татлы мальт сиропы кебек, сез аның тәмен тулысынча үзгәртә аласыз. Бу тәмне арттыручы каплаулар охшашнечкә фильмнарярымүткәргеч процессларда, ә икмәк икмәк үзе күрсәтәсубстрат.

Чип ясаганда, нечкә фильмнар күп функциональ рольләргә хезмәт итәләр - изоляция, үткәрүчәнлек, пассивлаштыру, яктылыкны үзләштерү һ.б. һәм һәр функция билгеле бер чүпләү техникасын таләп итә.

1. Металл-органик химик пар парламенты (MOCVD)

MOCVD - югары сыйфатлы ярымүткәргеч нечкә фильмнарны һәм наноструктураларны урнаштыру өчен кулланылган бик алдынгы һәм төгәл техника. Ул LED, лазер, электр электроникасы кебек җайланмалар ясауда мөһим роль уйный.

MOCVD системасының төп компонентлары:

• Газ җибәрү системасы
  Реакцияләрне реакция палатасына төгәл кертү өчен җаваплы. Бу агым белән идарә итүне үз эченә ала:

• Ташучы газлар

• Металл-органик прекурсорлар

• Гидрид газлары
  Системада үсеш һәм чистарту режимнары арасында күчү өчен күп яклы клапаннар бар.

• Реакция палатасы
  Чын материаль үсеш булган системаның йөрәге. Компонентлар:

  • Графит сусепторы (субстрат тотучы)

  • Aterылыткыч һәм температура сенсорлары

  • Мониторинг өчен оптик портлар

  • Автоматлаштырылган ваферны йөкләү / чыгару өчен роботик куллар

• Controlсеш белән идарә итү системасы
  Программалаштырыла торган логик контроллер һәм хуҗа санак. Бу төгәл мониторингны һәм чүпләү процессында кабатлануны тәэмин итә.

• Мониторинг
  Пирометрлар һәм рефликометрлар кебек кораллар:

  • Фильм калынлыгы

  • Faceир өслеге температурасы

  • Субстрат иярү
    Бу реаль вакытта кире элемтәгә керергә мөмкинлек бирә.

• Агызу системасы
  Куркынычсызлыкны һәм әйләнә-тирә мохитне саклауны тәэмин итү өчен җылылык бүленеше яки химик катализ ярдәмендә агулы продуктларны эшкәртә.

Ябык душ башы (CCS) конфигурациясе:

Вертикаль MOCVD реакторларында, CCS дизайны газларны душ башы структурасында алышынган авышлар аша бертөрле укол ясарга мөмкинлек бирә. Бу вакытсыз реакцияләрне киметә һәм бердәм катнашуны көчәйтә.

• .Әр сүзнеңәйләнүче графит сусепторыалга таба газларның чик катламын берләштерергә ярдәм итә, вафер аша кино бердәмлеген яхшырта.

2. Магнитрон Спуттеринг

Магнетронның бөтерелүе - физик парларны чүпләү (PVD) ысулы, аеруча электроника, оптика һәм керамикада нечкә пленкалар һәм капламалар урнаштыру өчен киң кулланыла.

Эш принцибы:

1. Максатлы материал
   Чыганак материалы - металл, оксид, нитрид һ.б. - катодка урнаштырылган.

2. Вакуум палатасы
   Процесс пычранудан саклану өчен югары вакуум астында башкарыла.

3. Плазма буыны
   Плазманы формалаштыру өчен инерт газ, гадәттә аргон, ионлаштырылган.

4. Магнит кыры кушымтасы
   Магнит кыры ионлаштыру эффективлыгын күтәрү өчен максатны электроннарны чикли.

5. Спутинг процессы
   Ионнар мишеньны бомбардировать итәләр, палата аша үткән һәм субстратка салынган атомнарны тараталар.

Магнитрон Спуттерингның өстенлекләре:

• Бердәм кинозур мәйданнарда.

• Комплекслы кушылмаларны урнаштыру мөмкинлеге, эретмәләр һәм керамика кертеп.

• Эшләнә торган процесс параметрларыкалынлыгын, составын, микросруктурасын төгәл контрольдә тоту өчен.

• Filmгары кино сыйфатыкөчле ябышу һәм механик көч белән.

• Киң материалга туры килү, металлдан оксидларга һәм нитридларга кадәр.

• Түбән температура операциясе, температурага сизгер субстратлар өчен яраклы.

3. Плазмалы көчәйтелгән химик пар парламенты (PECVD)

PECVD кремний нитрид (SiNx), кремний диоксиды (SiO₂) һәм аморф кремний кебек нечкә фильмнарны чүпләү өчен киң кулланыла.

Принцип:

PECVD системасында прекурсор газлары вакуум камерасына кертелә, анда аялтыравыклы плазмакулланып ясала:

• RF дулкынлануы

• DCгары көчәнеш

• Микродулкынлы яки импульслы чыганаклар

Плазма газ фазалы реакцияләрне активлаштыра, нечкә пленка формалаштыру өчен субстратка урнашкан реактив төрләр барлыкка китерә.

Саклау адымнары:

1. Плазма формалашуы
   Электромагнит кырлары белән дулкынланып, прекурсор газлары реактив радикаллар һәм ионнар барлыкка китерәләр.

2. Реакция һәм транспорт
   Бу төрләр субстратка таба барганда икенчел реакция кичерәләр.

3. Faceир өсте реакциясе
   Субстратка җиткәч, алар реклама ясыйлар, каты фильм ясыйлар. Кайбер продуктлар газ булып чыгарыла.

PECVD өстенлекләре:

• Искиткеч бердәмлеккино композициясендә һәм калынлыкта.

• Көчле ябышухәтта чагыштырмача түбән температурада.

• Depгары депозит ставкалары, аны сәнәгать масштаблы җитештерү өчен яраклы итү.

4. Нечкә кинога характеристика алымнары

Сыйфат белән идарә итү өчен нечкә фильмнарның үзлекләрен аңлау бик мөһим. Гомуми техника:

(1) Рентген дифракция (XRD)

• Максат: Кристалл структураларын, такталар тотрыклылыгын, юнәлешләрен анализлагыз.

• Принцип: Браг Законына нигезләнеп, рентген нурларының кристалл материал аша ничек таралуын үлчәгез.

• Кушымталар: Кристаллография, фаз анализы, штамм үлчәү, нечкә кино бәяләү.

(2) Электрон микроскопияне сканерлау (SEM)

• Максат: Surfaceир өстендәге морфологияне һәм микросруктураны күзәтегез.

• Принцип: Ampleрнәк өслеген сканерлау өчен электрон нур куллана. Ачыкланган сигналлар (мәсәлән, икенчел һәм арткы электроннар) өслек детальләрен ачалар.

• Кушымталар: Фәннәр, нанотехнологияләр, биология, уңышсызлык анализы.

(3) Атом көче микроскопиясе (AFM)

• Максат: Атом яки нанометр резолюциясендә рәсем өслеге.

• Принцип: Даими үзара тәэсир итү көчен саклап, кискен тикшерү өслекне сканерлый; вертикаль күчерүләр 3D топография тудыра.

• Кушымталар: Наноструктураны тикшерү, өслекнең тупаслыгын үлчәү, биомолекуляр тикшеренүләр.