अर्धचालक प्रक्रिया र उपकरण (७/७)- पातलो फिल्म वृद्धि प्रक्रिया र उपकरण

1. परिचय

भौतिक वा रासायनिक विधिहरूद्वारा सब्सट्रेट सामग्रीको सतहमा पदार्थहरू (कच्चा माल) जोड्ने प्रक्रियालाई पातलो फिल्म वृद्धि भनिन्छ।
विभिन्न कार्य सिद्धान्तहरू अनुसार, एकीकृत सर्किट पातलो फिल्म निक्षेप विभाजन गर्न सकिन्छ:
-भौतिक वाष्प निक्षेप (PVD);
- रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD);
- विस्तार।

 
2. पातलो फिल्म वृद्धि प्रक्रिया

2.1 भौतिक भाप निक्षेप र थुक्ने प्रक्रिया

भौतिक भाप डिपोजिसन (PVD) प्रक्रियाले भ्याकुम वाष्पीकरण, स्पटरिङ, प्लाज्मा कोटिंग र आणविक बीम एपिटेक्सी जस्ता भौतिक विधिहरूको प्रयोगलाई बुझाउँछ जुन वेफरको सतहमा पातलो फिल्म बनाउँछ।

VLSI उद्योगमा, सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको PVD प्रविधि स्पटरिङ हो, जुन मुख्यतया इलेक्ट्रोडहरू र एकीकृत सर्किटहरूको धातु इन्टरकनेक्टहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। स्पटरिङ एउटा प्रक्रिया हो जसमा दुर्लभ ग्यासहरू [जस्तै आर्गन (एआर)] उच्च भ्याकुम अवस्थाहरूमा बाह्य विद्युतीय क्षेत्रको कार्य अन्तर्गत आयनहरू (जस्तै Ar+) मा आयनीकृत हुन्छन्, र उच्च भोल्टेज वातावरण अन्तर्गत सामग्री लक्ष्य स्रोतमा बमबारी गरिन्छ, लक्ष्य सामग्रीको परमाणुहरू वा अणुहरूलाई बाहिर निकाल्दै, र त्यसपछि वेफरको सतहमा आइपुग्दा पातलो फिल्म बनाउन। टक्कर-मुक्त उडान प्रक्रिया। Ar सँग स्थिर रासायनिक गुणहरू छन्, र यसको आयनहरूले लक्षित सामग्री र फिल्मसँग रासायनिक प्रतिक्रिया गर्दैन। एकीकृत सर्किट चिपहरू 0.13μm कपर इन्टरकनेक्ट युगमा प्रवेश गर्दा, तामा बाधा सामग्री तहले टाइटेनियम नाइट्राइड (TiN) वा ट्यान्टलम नाइट्राइड (TaN) फिल्म प्रयोग गर्दछ। औद्योगिक टेक्नोलोजीको मागले रासायनिक प्रतिक्रिया स्पटरिङ टेक्नोलोजीको अनुसन्धान र विकासलाई बढावा दिएको छ, अर्थात्, स्पटरिङ चेम्बरमा, एआरको अतिरिक्त, त्यहाँ प्रतिक्रियाशील ग्यास नाइट्रोजन (N2) पनि छ, जसले गर्दा Ti वा Ta ​​बमबारीबाट बमबारी भएको छ। लक्षित सामग्री Ti वा Ta ​​आवश्यक TiN वा TaN फिल्म उत्पन्न गर्न N2 सँग प्रतिक्रिया गर्दछ।

त्यहाँ तीनवटा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने स्पटरिङ विधिहरू छन्, अर्थात् DC स्पटरिङ, आरएफ स्पटरिङ र म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ। एकीकृत सर्किटहरूको एकीकरण बढ्दै गएको रूपमा, बहु-तह धातु तारहरूको तहहरूको संख्या बढ्दै गइरहेको छ, र PVD प्रविधिको आवेदन अधिक र अधिक व्यापक हुँदै गइरहेको छ। PVD सामग्रीहरूमा अल-सी, अल-कु, अल-सि-कु, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, आदि समावेश छन्।

PVD र स्पटरिङ प्रक्रियाहरू सामान्यतया 1 × 10-7 देखि 9 × 10-9 टोरको भ्याकुम डिग्रीको साथ उच्च सील गरिएको प्रतिक्रिया कक्षमा पूरा गरिन्छ, जसले प्रतिक्रियाको समयमा ग्यासको शुद्धता सुनिश्चित गर्न सक्छ; एकै समयमा, लक्ष्यमा बमबारी गर्न पर्याप्त उच्च भोल्टेज उत्पन्न गर्न दुर्लभ ग्यासलाई आयनाइज गर्न बाह्य उच्च भोल्टेज आवश्यक हुन्छ। PVD र स्पटरिङ प्रक्रियाहरूको मूल्याङ्कनका लागि मुख्य मापदण्डहरूमा धुलोको मात्रा, साथै प्रतिरोध मान, एकरूपता, परावर्तन मोटाई र गठन गरिएको फिल्मको तनाव समावेश छ।

2.2 रासायनिक वाष्प निक्षेप र थुक्ने प्रक्रिया

रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) ले एक प्रक्रिया प्रविधिलाई बुझाउँछ जसमा विभिन्न आंशिक दबाबका साथ विभिन्न प्रकारका ग्यासीय अभिक्रियाहरू एक निश्चित तापक्रम र दबाबमा रासायनिक प्रतिक्रिया गर्दछ, र उत्पन्न ठोस पदार्थहरू आवश्यक पातलो प्राप्त गर्न सब्सट्रेट सामग्रीको सतहमा जम्मा गरिन्छ। चलचित्र। परम्परागत एकीकृत सर्किट निर्माण प्रक्रियामा, प्राप्त पातलो फिल्म सामग्रीहरू सामान्यतया यौगिकहरू जस्तै अक्साइड, नाइट्राइड, कार्बाइड, वा पोलीक्रिस्टलाइन सिलिकन र अमोर्फस सिलिकन जस्ता सामग्रीहरू हुन्। चयनात्मक एपिटेक्सियल वृद्धि, जुन 45nm नोड पछि अधिक प्रयोग गरिन्छ, जस्तै स्रोत र नाली SiGe वा Si चयनात्मक epitaxial वृद्धि, पनि CVD प्रविधि हो।

यस प्रविधिले सिलिकनको एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट वा मूल जालीको साथमा अन्य सामग्रीहरूमा समान प्रकारको वा मूल जालीसँग मिल्दोजुल्दो एकल क्रिस्टल सामग्रीहरू बनाउन जारी राख्न सक्छ। CVD व्यापक रूपमा इन्सुलेट डाइलेक्ट्रिक फिल्महरू (जस्तै SiO2, Si3N4 र SiON, आदि) र धातु फिल्महरू (जस्तै टंगस्टन, आदि) को वृद्धिमा प्रयोग गरिन्छ।

सामान्यतया, दबाब वर्गीकरण अनुसार, CVD लाई वायुमण्डलीय दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप (APCVD), उप-वातावरण दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप (SAPCVD) र कम दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप (LPCVD) मा विभाजन गर्न सकिन्छ।

तापक्रम वर्गीकरण अनुसार, CVD लाई उच्च तापमान/कम तापक्रम अक्साइड फिल्म रासायनिक भाप निक्षेप (HTO/LTO CVD) र द्रुत थर्मल रासायनिक वाष्प निक्षेप (Rapid Thermal CVD, RTCVD) मा विभाजन गर्न सकिन्छ;

प्रतिक्रिया स्रोतका अनुसार, CVD लाई silane-based CVD, polyester-based CVD (TEOS-based CVD) र धातु जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप (MOCVD) मा विभाजन गर्न सकिन्छ;

ऊर्जा वर्गीकरण अनुसार, CVD लाई थर्मल केमिकल भाप डिपोजिसन (थर्मल CVD), प्लाज्मा एन्हान्स्ड केमिकल वाष्प डिपोजिसन (प्लाज्मा एन्हान्स्ड CVD, PECVD) र उच्च घनत्व प्लाज्मा रासायनिक वाष्प निक्षेप (उच्च घनत्व प्लाज्मा CVD, HDPCVD) मा विभाजन गर्न सकिन्छ। भर्खरै, उत्कृष्ट ग्याप भर्ने क्षमताको साथ प्रवाहयोग्य रासायनिक वाष्प निक्षेप (फ्लोएबल CVD, FCVD) पनि विकसित गरिएको छ।

विभिन्न CVD-बढाइएका चलचित्रहरूमा विभिन्न गुणहरू हुन्छन् (जस्तै रासायनिक संरचना, डाइलेक्ट्रिक स्थिरता, तनाव, तनाव र ब्रेकडाउन भोल्टेज) र विभिन्न प्रक्रिया आवश्यकताहरू (जस्तै तापक्रम, चरण कभरेज, भरिने आवश्यकताहरू, आदि) अनुसार छुट्टै प्रयोग गर्न सकिन्छ।

2.3 परमाणु तह निक्षेप प्रक्रिया

एटोमिक लेयर डिपोजिसन (ALD) ले एकल एटोमिक फिल्म लेयर लाई लेयर लाई बढाएर सब्सट्रेट सामाग्रीमा एटम लेयर लाई लेयर लेयर को डिपोजिसन लाई बुझाउँछ। एक ठेठ ALD ले वैकल्पिक स्पंदित तरिकामा रिएक्टरमा ग्यास पूर्ववर्तीहरू इनपुट गर्ने विधि अपनाउछ।

उदाहरण को लागी, पहिले, प्रतिक्रिया पूर्ववर्ती 1 सब्सट्रेट सतह मा पेश गरिएको छ, र रासायनिक सोखना पछि, एक एकल परमाणु तह सब्सट्रेट सतह मा गठन हुन्छ; त्यसपछि सब्सट्रेट सतहमा र प्रतिक्रिया कक्षमा रहेको अग्रसर १ हावा पम्पद्वारा बाहिर निकालिन्छ; त्यसपछि प्रतिक्रिया पूर्ववर्ती 2 सब्सट्रेट सतहमा प्रस्तुत गरिन्छ, र सब्सट्रेट सतहमा सम्बन्धित पातलो फिल्म सामग्री र सम्बन्धित उप-उत्पादनहरू उत्पन्न गर्न सब्सट्रेट सतहमा पूर्ववर्ती 1 सँग रासायनिक रूपमा प्रतिक्रिया गर्दछ; जब अग्रगामी 1 पूर्ण रूपमा प्रतिक्रिया गर्दछ, प्रतिक्रिया स्वचालित रूपमा समाप्त हुनेछ, जुन ALD को आत्म-सीमित विशेषता हो, र त्यसपछि बाँकी प्रतिक्रियाहरू र उप-उत्पादनहरू वृद्धिको अर्को चरणको लागि तयारी गर्न निकालिन्छन्; माथिको प्रक्रियालाई लगातार दोहोर्याएर, एकल एटमहरूको साथ तहमा बढेको पातलो फिल्म सामग्रीको भण्डारण हासिल गर्न सकिन्छ।

दुबै ALD र CVD सब्सट्रेट सतहमा रासायनिक प्रतिक्रियाको लागि ग्यासीय रासायनिक प्रतिक्रिया स्रोत परिचय गर्ने तरिकाहरू हुन्, तर भिन्नता यो हो कि CVD को ग्यास प्रतिक्रिया स्रोतमा आत्म-सीमित वृद्धिको विशेषता हुँदैन। यो देख्न सकिन्छ कि ALD टेक्नोलोजी विकास गर्ने कुञ्जी आत्म-सीमित प्रतिक्रिया गुणहरूसँग अग्रगामीहरू फेला पार्नु हो।

2.4 एपिटेक्सियल प्रक्रिया

एपिटेक्सियल प्रक्रियाले सब्सट्रेटमा पूर्ण रूपमा अर्डर गरिएको एकल क्रिस्टल तह बढ्ने प्रक्रियालाई बुझाउँछ। सामान्यतया, एपिटेक्सियल प्रक्रिया भनेको एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटमा मूल सब्सट्रेटको रूपमा समान जाली अभिविन्यासको साथ क्रिस्टल तह बढाउनु हो। एपिटेक्सियल प्रक्रिया व्यापक रूपमा अर्धचालक निर्माणमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै एकीकृत सर्किट उद्योगमा एपिटेक्सियल सिलिकन वेफर्स, एमओएस ट्रान्जिस्टरहरूको एम्बेडेड स्रोत र ड्रेन एपिटेक्सियल वृद्धि, एलईडी सब्सट्रेटहरूमा एपिटेक्सियल वृद्धि, इत्यादि।

विकास स्रोतको विभिन्न चरण अवस्थाहरू अनुसार, एपिटेक्सियल वृद्धि विधिहरूलाई ठोस चरण एपिटेक्सी, तरल चरण एपिटेक्सी, र वाष्प चरण एपिटेक्सीमा विभाजन गर्न सकिन्छ। एकीकृत सर्किट निर्माणमा, सामान्यतया प्रयोग हुने एपिटेक्सियल विधिहरू ठोस चरण एपिटेक्सी र वाष्प चरण एपिटेक्सी हुन्।

ठोस चरण एपिटेक्सी: ठोस स्रोत प्रयोग गरेर सब्सट्रेटमा एकल क्रिस्टल तहको वृद्धिलाई बुझाउँछ। उदाहरणका लागि, आयन प्रत्यारोपण पछि थर्मल एनिलिङ वास्तवमा एक ठोस चरण एपिटेक्सी प्रक्रिया हो। आयन प्रत्यारोपणको क्रममा, सिलिकन वेफरको सिलिकन परमाणुहरू उच्च-ऊर्जा प्रत्यारोपित आयनहरूद्वारा बमबारी गरिन्छ, तिनीहरूको मूल जाली स्थिति छोडेर अनाकार बन्न, सतह अनाकार सिलिकन तह बनाउँछ। उच्च-तापमान थर्मल एनेलिङ पछि, आकारहीन परमाणुहरू तिनीहरूको जाली स्थितिमा फर्किन्छन् र सब्सट्रेट भित्र परमाणु क्रिस्टल अभिविन्याससँग अनुरूप रहन्छ।

वाष्प चरण एपिटाक्सीको वृद्धि विधिहरूमा रासायनिक वाष्प चरण एपिटेक्सी, आणविक बीम एपिटेक्सी, परमाणु तह एपिटेक्सी, आदि समावेश छन्। एकीकृत सर्किट निर्माणमा, रासायनिक वाष्प चरण एपिटेक्सी सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ। रासायनिक वाष्प चरण एपिटेक्सीको सिद्धान्त मूलतः रासायनिक वाष्प निक्षेपको जस्तै हो। दुबै प्रक्रियाहरू हुन् जसले ग्यास मिश्रण पछि वेफर्सको सतहमा रासायनिक प्रतिक्रिया गरेर पातलो फिल्महरू जम्मा गर्दछ।

भिन्नता यो हो कि रासायनिक वाष्प चरण एपिटेक्सीले एकल क्रिस्टल तह बढाउँछ, यसले उपकरणमा अशुद्धता सामग्री र वेफर सतहको सरसफाइको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्। प्रारम्भिक रासायनिक वाष्प चरण एपिटेक्सियल सिलिकन प्रक्रिया उच्च तापमान अवस्था (1000 डिग्री सेल्सियस भन्दा बढी) अन्तर्गत गर्न आवश्यक छ। प्रक्रिया उपकरणको सुधारको साथ, विशेष गरी भ्याकुम एक्सचेन्ज चेम्बर टेक्नोलोजी अपनाएर, उपकरण गुहा र सिलिकन वेफरको सतहको सरसफाईमा धेरै सुधार भएको छ, र सिलिकन एपिटेक्सी कम तापक्रम (600-700 °) मा गर्न सकिन्छ। ग)। एपिटेक्सियल सिलिकन वेफर प्रक्रिया सिलिकन वेफरको सतहमा एकल क्रिस्टल सिलिकनको तह बढाउनु हो।

मूल सिलिकन सब्सट्रेटको तुलनामा, एपिटेक्सियल सिलिकन तहमा उच्च शुद्धता र कम जाली दोषहरू छन्, जसले गर्दा अर्धचालक निर्माणको उत्पादनमा सुधार हुन्छ। थप रूपमा, सिलिकन वेफरमा बढेको एपिटेक्सियल सिलिकन तहको वृद्धि मोटाई र डोपिङ एकाग्रता लचिलो रूपमा डिजाइन गर्न सकिन्छ, जसले उपकरणको डिजाइनमा लचिलोपन ल्याउँछ, जस्तै सब्सट्रेट प्रतिरोध घटाउने र सब्सट्रेट अलगाव बढाउने। इम्बेडेड स्रोत-नाली एपिटेक्सियल प्रक्रिया एक प्रविधि हो जुन उन्नत तर्क प्रविधि नोडहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

यसले एमओएस ट्रान्जिस्टरहरूको स्रोत र नाली क्षेत्रहरूमा डोपेड जर्मेनियम सिलिकन वा सिलिकन बढ्दै जाने प्रक्रियालाई जनाउँछ। इम्बेडेड स्रोत-नाली एपिटेक्सियल प्रक्रियाको परिचयको मुख्य फाइदाहरू समावेश छन्: जाली अनुकूलनको कारण तनाव भएको स्यूडोक्रिस्टलाइन तह बढ्दै, च्यानल वाहक गतिशीलता सुधार; स्रोत र नालीको इन-सिटू डोपिङले स्रोत-नाली जंक्शनको परजीवी प्रतिरोधलाई कम गर्न सक्छ र उच्च-ऊर्जा आयन प्रत्यारोपणको दोषहरू कम गर्न सक्छ।

3. पातलो फिल्म वृद्धि उपकरण

3.1 भ्याकुम वाष्पीकरण उपकरण

भ्याकुम वाष्पीकरण एक कोटिंग विधि हो जसले भ्याकुम चेम्बरमा ठोस पदार्थहरूलाई वाष्पीकरण, वाष्पीकरण वा उदात्तीकरण गर्न, र त्यसपछि एक निश्चित तापमानमा सब्सट्रेट सामग्रीको सतहमा गाढा र जम्मा गर्नको लागि तताउँछ।

सामान्यतया यसमा भ्याकुम प्रणाली, वाष्पीकरण प्रणाली र ताप प्रणाली गरी तीन भागहरू हुन्छन्। भ्याकुम प्रणालीमा भ्याकुम पाइप र भ्याकुम पम्पहरू हुन्छन्, र यसको मुख्य कार्य वाष्पीकरणको लागि योग्य भ्याकुम वातावरण प्रदान गर्नु हो। वाष्पीकरण प्रणालीमा वाष्पीकरण तालिका, ताप घटक र तापक्रम मापन घटक हुन्छ।

वाष्पीकरण गर्न लक्षित सामग्री (जस्तै Ag, Al, आदि) वाष्पीकरण तालिकामा राखिएको छ; ताप र तापमान मापन घटक एक बन्द-लूप प्रणाली हो जुन वाष्पीकरण तापमान नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ सहज वाष्पीकरण सुनिश्चित गर्न। तताउने प्रणालीमा वेफर स्टेज र तताउने कम्पोनेन्ट हुन्छ। वेफर स्टेज सब्सट्रेट राख्न प्रयोग गरिन्छ जसमा पातलो फिल्म वाष्पीकरण गर्न आवश्यक छ, र तताउने घटक सब्सट्रेट ताप र तापमान मापन प्रतिक्रिया नियन्त्रण महसुस गर्न प्रयोग गरिन्छ।

भ्याकुम वातावरण भ्याकुम वाष्पीकरण प्रक्रियामा एक धेरै महत्त्वपूर्ण अवस्था हो, जुन वाष्पीकरण दर र फिल्मको गुणस्तरसँग सम्बन्धित छ। यदि भ्याकुम डिग्रीले आवश्यकताहरू पूरा गर्दैन भने, वाष्पीकृत परमाणुहरू वा अणुहरू अवशिष्ट ग्याँस अणुहरूसँग बारम्बार टक्कर हुनेछन्, तिनीहरूको औसत मुक्त मार्गलाई सानो बनाउँदछ, र परमाणुहरू वा अणुहरू गम्भीर रूपमा तितरबितर हुनेछन्, जसले गर्दा आन्दोलनको दिशा परिवर्तन हुनेछ र फिल्म कम हुनेछ। गठन दर।

थप रूपमा, अवशिष्ट अशुद्धता ग्यास अणुहरूको उपस्थितिको कारण, जम्मा गरिएको फिल्म गम्भीर रूपमा दूषित र खराब गुणस्तरको छ, विशेष गरी जब चेम्बरको दबाव वृद्धि दर मानक पूरा गर्दैन र त्यहाँ चुहावट हुन्छ, हावा भ्याकुम चेम्बरमा चुहावट हुनेछ। जसले चलचित्रको गुणस्तरमा गम्भीर असर पार्छ ।

भ्याकुम वाष्पीकरण उपकरणको संरचनात्मक विशेषताहरूले ठूलो आकारको सब्सट्रेटहरूमा कोटिंगको एकरूपता खराब छ भनेर निर्धारण गर्दछ। यसको एकरूपता सुधार गर्न, स्रोत-सब्सट्रेट दूरी बढाउने र सब्सट्रेट घुमाउने विधि सामान्यतया अपनाइन्छ, तर स्रोत-सब्सट्रेट दूरी बढाउँदा फिल्मको वृद्धि दर र शुद्धता बलिदान हुनेछ। एकै समयमा, भ्याकुम स्पेसको वृद्धिको कारण, वाष्पीकरण सामग्रीको उपयोग दर कम हुन्छ।

3.2 DC भौतिक भाप निक्षेप उपकरण

प्रत्यक्ष वर्तमान भौतिक भाप निक्षेप (DCPVD) लाई क्याथोड स्पटरिङ वा भ्याकुम डीसी दुई-चरण स्पटरिङ पनि भनिन्छ। भ्याकुम डीसी स्पटरिङको लक्ष्य सामग्री क्याथोडको रूपमा प्रयोग गरिन्छ र सब्सट्रेट एनोडको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। भ्याकुम स्पटरिङ प्रक्रिया ग्यासलाई आयनाइज गरेर प्लाज्मा बनाउनु हो।

प्लाज्मामा चार्ज गरिएका कणहरू एक निश्चित मात्रामा ऊर्जा प्राप्त गर्न विद्युतीय क्षेत्रमा द्रुत हुन्छन्। पर्याप्त ऊर्जा भएका कणहरूले लक्ष्य सामग्रीको सतहमा बमबारी गर्छन्, ताकि लक्ष्य परमाणुहरू बाहिर निस्कन्छन्; एक निश्चित गतिज उर्जाको साथ स्पटर गरिएको परमाणुहरू सब्सट्रेट तर्फ सर्छ र सब्सट्रेटको सतहमा पातलो फिल्म बनाउँछ। थुक्नका लागि प्रयोग गरिने ग्यास सामान्यतया अर्गन (एआर) जस्ता दुर्लभ ग्यास हो, त्यसैले थुकेर बनेको फिल्म दूषित हुँदैन। थप रूपमा, आर्गनको परमाणु त्रिज्या स्पटरिंगको लागि अधिक उपयुक्त छ।

स्पटरिङ कणहरूको आकार स्पटर गर्न लक्ष्य परमाणुहरूको आकारको नजिक हुनुपर्छ। यदि कणहरू धेरै ठूला वा धेरै सानो छन् भने, प्रभावकारी स्पटरिङ गठन गर्न सकिँदैन। एटमको साइज फ्याक्टरको अतिरिक्त, एटमको मास फ्याक्टरले पनि स्पटरिङ गुणस्तरलाई असर गर्छ। यदि स्पटरिङ कण स्रोत धेरै हल्का छ भने, लक्ष्य परमाणुहरू स्पटर हुनेछैनन्; यदि थुक्ने कणहरू धेरै भारी छन् भने, लक्ष्य "बाँकिएको" हुनेछ र लक्ष्य थुकिनेछैन।

DCPVD मा प्रयोग गरिएको लक्ष्य सामग्री कन्डक्टर हुनुपर्छ। यो किनभने जब प्रक्रिया ग्यासमा आर्गन आयनहरूले लक्ष्य सामग्रीमा बमबारी गर्दछ, तिनीहरू लक्षित सामग्रीको सतहमा इलेक्ट्रोनहरूसँग पुन: संयोजित हुनेछन्। जब लक्ष्य सामग्री धातु जस्तै कन्डक्टर हुन्छ, यस पुन: संयोजनबाट खपत हुने इलेक्ट्रोनहरू विद्युतीय प्रवाहको माध्यमबाट लक्षित सामग्रीको अन्य भागहरूमा विद्युत आपूर्ति र मुक्त इलेक्ट्रोनहरू द्वारा सजिलैसँग भरिन्छन्, ताकि लक्ष्य सामग्रीको सतहको रूपमा पूरै नकारात्मक रूपमा चार्ज रहन्छ र स्पटरिंग कायम छ।

यसको विपरित, यदि लक्ष्य सामग्री इन्सुलेटर हो भने, लक्ष्य सामग्रीको सतहमा इलेक्ट्रोनहरू पुन: संयोजित भएपछि, लक्षित सामग्रीको अन्य भागहरूमा रहेका मुक्त इलेक्ट्रोनहरू विद्युतीय प्रवाहद्वारा पुनःपूर्ति गर्न सकिँदैन, र सकारात्मक चार्जहरू पनि जम्मा हुनेछन्। लक्ष्य सामग्रीको सतह, लक्ष्य सामग्रीको सम्भावना बढ्दै जान्छ, र लक्ष्य सामग्रीको नकारात्मक चार्ज कमजोर हुन्छ जबसम्म यो हराउँदैन, अन्ततः समाप्तिमा नेतृत्व गर्दछ। थुकिरहेको।

तसर्थ, इन्सुलेट सामग्रीहरू पनि स्पटरिङको लागि प्रयोगयोग्य बनाउनको लागि, अर्को स्पटरिङ विधि खोज्न आवश्यक छ। रेडियो फ्रिक्वेन्सी स्पटरिङ एक स्पटरिङ विधि हो जुन दुवै प्रवाहकीय र गैर-संवाहक लक्ष्यहरूको लागि उपयुक्त छ।

DCPVD को अर्को हानि यो हो कि इग्निशन भोल्टेज उच्च छ र सब्सट्रेटमा इलेक्ट्रोन बमबारी बलियो छ। यो समस्या समाधान गर्न एक प्रभावकारी तरिका magnetron sputtering को उपयोग गर्न को लागी हो, त्यसैले magnetron sputtering एकीकृत सर्किट को क्षेत्र मा व्यावहारिक मूल्य को साँच्चै हो।

3.3 RF भौतिक भाप निक्षेप उपकरण

रेडियो फ्रिक्वेन्सी फिजिकल वाष्प डिपोजिसन (RFPVD) ले रेडियो फ्रिक्वेन्सी पावरलाई उत्तेजना स्रोतको रूपमा प्रयोग गर्दछ र यो PVD विधि हो जुन विभिन्न धातु र गैर-धातु सामग्रीहरूको लागि उपयुक्त हुन्छ।

RFPVD मा प्रयोग हुने RF पावर सप्लाईको सामान्य फ्रिक्वेन्सीहरू 13.56MHz, 20MHz र 60MHz हुन्। आरएफ पावर सप्लाईको सकारात्मक र नकारात्मक चक्रहरू वैकल्पिक रूपमा देखा पर्दछ। जब PVD लक्ष्य सकारात्मक आधा चक्रमा हुन्छ, किनभने लक्ष्य सतह सकारात्मक क्षमतामा हुन्छ, प्रक्रिया वातावरणमा इलेक्ट्रोनहरू यसको सतहमा जम्मा भएको सकारात्मक चार्जलाई बेअसर गर्न लक्ष्य सतहमा प्रवाह हुनेछ, र इलेक्ट्रोनहरू जम्मा गर्न जारी राख्छ, यसको सतह नकारात्मक पक्षपाती बनाउने; जब स्पटरिङ लक्ष्य ऋणात्मक आधा चक्रमा हुन्छ, सकारात्मक आयनहरू लक्ष्यतिर सर्नेछ र लक्ष्य सतहमा आंशिक रूपमा तटस्थ हुनेछ।

सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा यो हो कि आरएफ इलेक्ट्रिक फिल्डमा इलेक्ट्रोनहरूको गति सकारात्मक आयनहरूको भन्दा धेरै छिटो हुन्छ, जबकि सकारात्मक र नकारात्मक आधा चक्रको समय समान हुन्छ, त्यसैले पूर्ण चक्र पछि, लक्ष्य सतह हुनेछ। "नेट" नकारात्मक चार्ज। त्यसकारण, पहिलो केही चक्रहरूमा, लक्ष्य सतहको नकारात्मक चार्जले बढ्दो प्रवृत्ति देखाउँछ; पछि, लक्ष्य सतह एक स्थिर नकारात्मक क्षमता पुग्छ; त्यसपछि, लक्ष्यको नकारात्मक चार्जले इलेक्ट्रोनहरूमा घृणित प्रभाव पार्ने कारणले, लक्ष्य इलेक्ट्रोडले प्राप्त गरेको सकारात्मक र नकारात्मक चार्जहरूको मात्रा सन्तुलनमा रहन्छ, र लक्ष्यले स्थिर नकारात्मक चार्ज प्रस्तुत गर्दछ।

माथिको प्रक्रियाबाट, यो देख्न सकिन्छ कि नकारात्मक भोल्टेज गठनको प्रक्रियाले लक्ष्य सामग्रीको गुणहरूसँग कुनै सरोकार राख्दैन, त्यसैले RFPVD विधिले इन्सुलेट लक्ष्यहरूको स्पटरिङको समस्या मात्र समाधान गर्न सक्दैन, तर राम्रोसँग उपयुक्त पनि छ। परम्परागत धातु कन्डक्टर लक्ष्य संग।

3.4 म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ उपकरण

Magnetron sputtering एक PVD विधि हो जसले लक्ष्यको पछाडि चुम्बकहरू थप्छ। थपिएका चुम्बकहरू र DC पावर सप्लाई (वा एसी पावर सप्लाई) प्रणालीले म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ स्रोत बनाउँछ। स्पटरिङ स्रोतलाई च्याम्बरमा अन्तरक्रियात्मक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाउन, चेम्बर भित्र प्लाज्मामा इलेक्ट्रोनहरूको आन्दोलन दायरा खिच्न र सीमित गर्न, इलेक्ट्रोनहरूको आन्दोलन मार्ग विस्तार गर्न, र यसरी प्लाज्माको एकाग्रता बढाउन, र अन्ततः थप प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ। बयान।

थप रूपमा, लक्ष्यको सतहको नजिक धेरै इलेक्ट्रोनहरू बाँधिएको हुनाले, इलेक्ट्रोनहरूद्वारा सब्सट्रेटको बमबारी कम हुन्छ, र सब्सट्रेटको तापक्रम कम हुन्छ। फ्ल्याट-प्लेट DCPVD टेक्नोलोजीसँग तुलना गर्दा, म्याग्नेट्रोन भौतिक वाष्प निक्षेप प्रविधिको सबैभन्दा स्पष्ट विशेषताहरू मध्ये एक इग्निशन डिस्चार्ज भोल्टेज कम र अधिक स्थिर छ।

यसको उच्च प्लाज्मा एकाग्रता र ठूलो स्पटरिंग उपजको कारणले, यसले उत्कृष्ट निक्षेप दक्षता, ठूलो आकार दायरामा जम्मा मोटाई नियन्त्रण, सटीक संरचना नियन्त्रण र कम इग्निशन भोल्टेज प्राप्त गर्न सक्छ। त्यसकारण, हालको धातु फिल्म PVD मा म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ एक प्रमुख स्थितिमा छ। सबैभन्दा सरल म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ स्रोत डिजाइन भनेको समतल लक्ष्यको पछाडि (भ्याकुम प्रणाली बाहिर) चुम्बकहरूको समूह राख्नु हो जसले लक्ष्य सतहमा स्थानीय क्षेत्रमा लक्ष्य सतहसँग समानान्तर चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्दछ।

यदि एक स्थायी चुम्बक राखिएको छ भने, यसको चुम्बकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत स्थिर छ, चेम्बर मा लक्षित सतह मा एक अपेक्षाकृत निश्चित चुम्बकीय क्षेत्र वितरण को परिणामस्वरूप। लक्ष्यको विशिष्ट क्षेत्रहरूमा मात्र सामाग्रीहरू स्पटर गरिएको छ, लक्ष्य उपयोग दर कम छ, र तयार फिल्मको एकरूपता कमजोर छ।

त्यहाँ एक निश्चित सम्भाव्यता छ कि स्पटर गरिएको धातु वा अन्य सामग्री कणहरू लक्ष्य सतहमा फिर्ता जम्मा हुनेछन्, जसले गर्दा कणहरूमा जम्मा हुन्छ र दोष दूषित हुन्छ। तसर्थ, व्यावसायिक म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ स्रोतहरूले चलचित्र एकरूपता, लक्ष्य उपयोग दर, र पूर्ण लक्ष्य स्पटरिङ सुधार गर्न प्रायः घुमाउने चुम्बक डिजाइन प्रयोग गर्दछ।

यी तीन कारकहरूलाई सन्तुलनमा राख्न महत्त्वपूर्ण छ। यदि ब्यालेन्स राम्रोसँग ह्यान्डल गरिएको छैन भने, यसले राम्रो फिल्म एकरूपतामा परिणाम ल्याउन सक्छ जबकि लक्ष्य उपयोग दरलाई धेरै कम गर्दै (लक्ष्य जीवन छोटो पार्दै), वा पूर्ण लक्ष्य स्पटरिंग वा पूर्ण लक्ष्य क्षरण प्राप्त गर्न असफल हुन्छ, जसले स्पटरिंगको समयमा कण समस्याहरू निम्त्याउँछ। प्रक्रिया।

म्याग्नेट्रोन PVD टेक्नोलोजीमा, घुमाउने चुम्बक आन्दोलन संयन्त्र, लक्ष्य आकार, लक्ष्य कूलिंग प्रणाली र म्याग्नेट्रोन स्पटरिंग स्रोत, साथै वेफर बोक्ने आधारको कार्यात्मक कन्फिगरेसन, जस्तै वेफर शोषण र तापमान नियन्त्रणलाई विचार गर्न आवश्यक छ। PVD प्रक्रियामा, वेफरको तापक्रम आवश्यक क्रिस्टल संरचना, अन्नको आकार र अभिमुखीकरण, साथै प्रदर्शनको स्थिरता प्राप्त गर्न नियन्त्रण गरिन्छ।

चूंकि वेफरको पछाडि र आधारको सतह बीचको ताप प्रवाहलाई एक निश्चित दबाब चाहिन्छ, सामान्यतया धेरै टोरको क्रममा, र चेम्बरको काम गर्ने दबाव सामान्यतया धेरै mTorr को क्रममा हुन्छ, पछाडिको दबाब। वेफर को माथिल्लो सतह मा दबाब भन्दा धेरै ठूलो छ, त्यसैले एक मेकानिकल चक वा एक इलेक्ट्रोस्टेटिक चक वेफर को स्थिति र सीमित गर्न को लागी आवश्यक छ।

मेकानिकल चक यस प्रकार्य प्राप्त गर्नको लागि आफ्नै वजन र वेफरको किनारमा निर्भर गर्दछ। यद्यपि यसमा साधारण संरचना र वेफरको सामग्रीमा असंवेदनशीलताका फाइदाहरू छन्, तर वेफरको किनारा प्रभाव स्पष्ट छ, जुन कणहरूको कडा नियन्त्रणको लागि अनुकूल छैन। त्यसकारण, यसलाई बिस्तारै आईसी निर्माण प्रक्रियामा इलेक्ट्रोस्ट्याटिक चकद्वारा प्रतिस्थापन गरिएको छ।

तापक्रममा विशेष रूपमा संवेदनशील नहुने प्रक्रियाहरूका लागि, गैर-अशोषण, नन-एज कन्ट्याक्ट शेल्फिङ विधि (वेफरको माथिल्लो र तल्लो सतहहरू बीच कुनै दबाव भिन्नता छैन) पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। PVD प्रक्रियाको बखत, च्याम्बर अस्तर र प्लाज्मासँग सम्पर्कमा रहेका भागहरूको सतह जम्मा र कभर गरिनेछ। जब जम्मा गरिएको फिल्म मोटाई सीमा नाघ्छ, फिल्म क्र्याक हुनेछ र छील बन्द हुनेछ, कण समस्या निम्त्याउँछ।

तसर्थ, अस्तर जस्ता भागहरूको सतह उपचार यो सीमा विस्तार गर्न कुञ्जी हो। सतह स्यान्डब्लास्टिङ र एल्युमिनियम स्प्रेइङ दुई सामान्यतया प्रयोग गरिएका विधिहरू हुन्, जसको उद्देश्य फिल्म र अस्तर सतह बीचको बन्धनलाई बलियो बनाउनको लागि सतहको खुरपना बढाउनु हो।

3.5 आयनीकरण भौतिक भाप निक्षेप उपकरण

माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्स टेक्नोलोजीको निरन्तर विकासको साथ, सुविधा आकारहरू साना र साना हुँदैछन्। PVD टेक्नोलोजीले कणहरूको डिपोजिसन दिशालाई नियन्त्रण गर्न नसक्ने भएकोले, PVD को उच्च पक्ष अनुपातको साथ प्वालहरू र साँघुरो च्यानलहरू मार्फत प्रवेश गर्ने क्षमता सीमित छ, जसले परम्परागत PVD प्रविधिको विस्तारित अनुप्रयोगलाई बढ्दो चुनौती दिईरहेको छ। PVD प्रक्रियामा, पोर ग्रूभको पक्ष अनुपात बढ्दै जाँदा, तलको कभरेज घट्छ, माथिल्लो कुनामा ओभरहेङ्गिङ संरचना बनाउँछ, र तलको कुनामा सबैभन्दा कमजोर कभरेज बनाउँछ।

यो समस्या समाधान गर्न आयोनाइज्ड भौतिक भाप निक्षेप प्रविधि विकसित गरिएको थियो। यसले पहिले टार्गेटबाट स्पटर गरिएका धातुको परमाणुहरूलाई विभिन्न तरिकामा प्लाज्मेटाइज गर्छ, र त्यसपछि पातलो फिल्म तयार गर्न स्थिर दिशात्मक धातु आयन प्रवाह प्राप्त गर्न धातु आयनको दिशा र ऊर्जा नियन्त्रण गर्न वेफरमा लोड गरिएको बायस भोल्टेज समायोजन गर्दछ, जसले गर्दा सुधार हुन्छ। प्वालहरू र साँघुरो च्यानलहरू मार्फत उच्च पक्ष अनुपातको चरणहरूको तलको कभरेज।

आयनाइज्ड मेटल प्लाज्मा टेक्नोलोजीको विशिष्ट विशेषता भनेको च्याम्बरमा रेडियो फ्रिक्वेन्सी कोइल थप्नु हो। प्रक्रियाको बखत, चेम्बरको कामको दबाब अपेक्षाकृत उच्च अवस्थामा राखिएको छ (सामान्य काम गर्ने दबाबको 5 देखि 10 गुणा)। PVD को समयमा, रेडियो फ्रिक्वेन्सी कुण्डल दोस्रो प्लाज्मा क्षेत्र उत्पन्न गर्न प्रयोग गरिन्छ, जसमा आर्गन प्लाज्मा एकाग्रता रेडियो फ्रिक्वेन्सी पावर र ग्यास दबाबको वृद्धि संग बढ्छ। जब लक्ष्यबाट स्पटर गरिएका धातु परमाणुहरू यस क्षेत्रबाट गुज्र्छन्, तिनीहरूले धातु आयनहरू बनाउन उच्च-घनत्व आर्गन प्लाज्मासँग अन्तरक्रिया गर्छन्।

वेफर क्यारियर (जस्तै इलेक्ट्रोस्ट्याटिक चक) मा आरएफ स्रोत लागू गर्नाले पोर ग्रूभको तल्लो भागमा धातु सकारात्मक आयनहरू आकर्षित गर्न वेफरमा नकारात्मक पूर्वाग्रह बढाउन सक्छ। यो दिशात्मक धातु आयन प्रवाह वेफर सतह को लम्बवत उच्च पक्ष अनुपात pores र साँघुरो च्यानल को चरण तल कभरेज सुधार गर्दछ।

वेफरमा लागू गरिएको नकारात्मक पूर्वाग्रहले आयनहरूलाई वेफर सतहमा बमबारी गर्न पनि निम्त्याउँछ (रिभर्स स्पटरिङ), जसले पोर ग्रूभको मुखको ओभरहेङ्गिङ संरचनालाई कमजोर बनाउँछ र पोरको फेदको कुनाको साइडवालहरूमा तल जम्मा भएको फिल्मलाई स्पटर गर्दछ। ग्रूभ, जसले गर्दा कुनाहरूमा चरण कभरेज बढाउँछ।

3.6 वायुमण्डलीय दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप उपकरण

वायुमण्डलीय दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप (APCVD) उपकरणले एक यन्त्रलाई बुझाउँछ जसले वायुमण्डलीय दबावको नजिकको दबाबको साथ वातावरण अन्तर्गत तातो ठोस सब्सट्रेटको सतहमा स्थिर गतिमा ग्यास प्रतिक्रिया स्रोतलाई स्प्रे गर्छ, जसले प्रतिक्रिया स्रोतलाई रासायनिक रूपमा प्रतिक्रिया गर्दछ। सब्सट्रेट सतह, र प्रतिक्रिया उत्पादन पातलो फिल्म बनाउन सब्सट्रेट सतहमा जम्मा गरिन्छ।

APCVD उपकरण सबैभन्दा पुरानो CVD उपकरण हो र अझै पनि औद्योगिक उत्पादन र वैज्ञानिक अनुसन्धानमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। APCVD उपकरणहरू एकल क्रिस्टल सिलिकन, पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकन, सिलिकन डाइअक्साइड, जिंक अक्साइड, टाइटेनियम डाइअक्साइड, फस्फोसिलिकेट ग्लास, र बोरोफोस्फोसिलिकेट गिलास जस्ता पातलो फिल्महरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

3.7 कम चापको रासायनिक वाष्प निक्षेप उपकरण

कम-चापको रासायनिक वाष्प निक्षेप (LPCVD) उपकरणहरूले तातो (350-1100 डिग्री सेल्सियस) र कम-चाप (10-100mTorr) वातावरण अन्तर्गत ठोस सब्सट्रेटको सतहमा रासायनिक प्रतिक्रिया गर्न ग्यासयुक्त कच्चा माल प्रयोग गर्ने उपकरणहरूलाई जनाउँछ। रिएक्टेन्टहरू सब्सट्रेट सतहमा पातलो फिल्म बनाउनका लागि जम्मा गरिन्छ। LPCVD उपकरणहरू APCVD को आधारमा पातलो फिल्महरूको गुणस्तर सुधार गर्न, फिलिम मोटाई र प्रतिरोधात्मकता जस्ता विशेषता प्यारामिटरहरूको वितरण एकरूपता सुधार गर्न र उत्पादन दक्षता सुधार गर्न विकास गरिएको हो।

यसको मुख्य विशेषता यो हो कि कम-दबाव थर्मल क्षेत्र वातावरणमा, प्रक्रिया ग्यासले वेफर सब्सट्रेटको सतहमा रासायनिक प्रतिक्रिया गर्दछ, र प्रतिक्रिया उत्पादनहरू सब्सट्रेट सतहमा पातलो फिल्म बनाउन जम्मा गरिन्छ। LPCVD उपकरणहरू उच्च-गुणस्तरको पातलो फिल्महरूको तयारीमा फाइदाहरू छन् र सिलिकन अक्साइड, सिलिकन नाइट्राइड, पोलिसिलिकन, सिलिकन कार्बाइड, ग्यालियम नाइट्राइड र ग्राफिन जस्ता पातलो फिल्महरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

APCVD को तुलनामा, LPCVD उपकरणको कम-दबाव प्रतिक्रिया वातावरणले प्रतिक्रिया कक्षमा ग्यासको औसत मुक्त मार्ग र प्रसार गुणांक बढाउँछ।

प्रतिक्रिया कक्षमा प्रतिक्रिया ग्यास र वाहक ग्यास अणुहरू छोटो समयमा समान रूपमा वितरण गर्न सकिन्छ, यसरी फिल्मको मोटाई, प्रतिरोधात्मकता एकरूपता र फिल्मको चरण कभरेजको एकरूपतामा धेरै सुधार हुन्छ, र प्रतिक्रिया ग्यासको खपत पनि सानो छ। थप रूपमा, कम-दबाव वातावरणले ग्यास पदार्थहरूको प्रसारण गतिलाई पनि गति दिन्छ। सब्सट्रेटबाट फैलिएको अशुद्धता र प्रतिक्रिया उप-उत्पादनहरू छिट्टै सीमा तह मार्फत प्रतिक्रिया क्षेत्रबाट बाहिर निकाल्न सकिन्छ, र प्रतिक्रियाको लागि प्रतिक्रियाको लागि सब्सट्रेट सतहमा पुग्नको लागि प्रतिक्रिया ग्याँस छिट्टै सीमा तहबाट जान्छ, यसरी प्रभावकारी रूपमा सेल्फ-डोपिङलाई दबाउन, तयारी गर्दै। उच्च-गुणस्तरका फिल्महरू ठाडो ट्रान्जिसन जोनहरू, र साथै उत्पादन दक्षतामा सुधार।

3.8 प्लाज्मा परिष्कृत रासायनिक वाष्प निक्षेप उपकरण

प्लाज्मा एन्हान्स्ड केमिकल भाप डिपोजिसन (PECVD) व्यापक रूपमा प्रयोग हुने टी होहिन फिल्म निक्षेप प्रविधि। प्लाज्मा प्रक्रियाको क्रममा, प्लाज्माको कार्य अन्तर्गत ग्यासको अग्रसरलाई उत्तेजित सक्रिय समूहहरू बनाउनको लागि आयनीकृत गरिन्छ, जुन सब्सट्रेट सतहमा फैलिन्छ र त्यसपछि फिल्मको वृद्धि पूरा गर्न रासायनिक प्रतिक्रियाहरू पार गर्दछ।

प्लाज्मा उत्पादनको आवृत्ति अनुसार, PECVD मा प्रयोग हुने प्लाज्मालाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: रेडियो फ्रिक्वेन्सी प्लाज्मा (RF प्लाज्मा) र माइक्रोवेभ प्लाज्मा (माइक्रोवेभ प्लाज्मा)। हाल, उद्योगमा प्रयोग हुने रेडियो फ्रिक्वेन्सी सामान्यतया 13.56 मेगाहर्ट्ज छ।

रेडियो फ्रिक्वेन्सी प्लाज्मा को परिचय सामान्यतया दुई प्रकार मा विभाजित छ: capacitive युग्मन (CCP) र inductive युग्मन (ICP)। Capacitive युग्मन विधि सामान्यतया प्रत्यक्ष प्लाज्मा प्रतिक्रिया विधि हो; जबकि आगमनात्मक युग्मन विधि प्रत्यक्ष प्लाज्मा विधि वा रिमोट प्लाज्मा विधि हुन सक्छ।

अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाहरूमा, PECVD प्रायः धातुहरू वा अन्य तापमान-संवेदनशील संरचनाहरू भएको सब्सट्रेटहरूमा पातलो फिल्महरू बढाउन प्रयोग गरिन्छ। उदाहरणका लागि, एकीकृत सर्किटहरूको ब्याक-एन्ड मेटल इन्टरकनेक्शनको क्षेत्रमा, यन्त्रको स्रोत, गेट र ड्रेन संरचनाहरू फ्रन्ट-एन्ड प्रक्रियामा गठन भएको हुनाले, धातु इन्टरकनेक्शनको क्षेत्रमा पातलो फिल्महरूको बृद्धि विषय हो। धेरै कडा थर्मल बजेट अवरोधहरूमा, त्यसैले यो सामान्यतया प्लाज्मा सहायता संग पूरा हुन्छ। प्लाज्मा प्रक्रिया प्यारामिटरहरू समायोजन गरेर, PECVD द्वारा बढेको पातलो फिल्मको घनत्व, रासायनिक संरचना, अशुद्धता सामग्री, मेकानिकल कठोरता र तनाव मापदण्डहरू समायोजन गर्न सकिन्छ र एक निश्चित दायरा भित्र अनुकूलित गर्न सकिन्छ।

3.9 परमाणु तह निक्षेप उपकरण

एटोमिक लेयर डिपोजिसन (ALD) एक पातलो फिल्म डिपोजिसन टेक्नोलोजी हो जुन आवधिक रूपमा अर्ध-मोनोएटोमिक तहको रूपमा बढ्छ। यसको विशेषता भनेको जम्मा गरिएको फिल्मको मोटाईलाई वृद्धि चक्रको संख्या नियन्त्रण गरेर ठीकसँग समायोजन गर्न सकिन्छ। रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) प्रक्रियाको विपरीत, ALD प्रक्रियामा दुई (वा बढी) पूर्ववर्तीहरू वैकल्पिक रूपमा सब्सट्रेट सतहबाट पास हुन्छन् र दुर्लभ ग्यासको शुद्धीकरणद्वारा प्रभावकारी रूपमा अलग हुन्छन्।

दुई पूर्ववर्तीहरू रासायनिक रूपमा प्रतिक्रिया गर्न ग्यास चरणमा मिसिने र भेट्ने छैनन्, तर सब्सट्रेट सतहमा रासायनिक शोषण मार्फत मात्र प्रतिक्रिया गर्दछ। प्रत्येक ALD चक्रमा, सब्सट्रेट सतहमा अग्रसरको मात्रा सोसिएको सब्सट्रेट सतहमा सक्रिय समूहहरूको घनत्वसँग सम्बन्धित छ। जब सब्सट्रेट सतहमा प्रतिक्रियाशील समूहहरू समाप्त हुन्छन्, पूर्ववर्तीको एक अतिरिक्त परिचय भए तापनि, सब्सट्रेट सतहमा रासायनिक शोषण हुने छैन।

यो प्रतिक्रिया प्रक्रियालाई सतह आत्म-सीमित प्रतिक्रिया भनिन्छ। यस प्रक्रिया संयन्त्रले ALD प्रक्रियाको प्रत्येक चक्रमा बढेको फिल्मको मोटाईलाई स्थिर बनाउँछ, त्यसैले ALD प्रक्रियामा सटीक मोटाई नियन्त्रण र राम्रो फिल्म चरण कभरेजको फाइदाहरू छन्।

3.10 आणविक बीम एपिटेक्सी उपकरण

आणविक बीम एपिटेक्सी (एमबीई) प्रणालीले एक वा बढी थर्मल उर्जा आणविक बीम वा आणविक बीमहरू प्रयोग गरी तातो सब्सट्रेट सतहमा अति-उच्च भ्याकुम अवस्थाहरूमा एक निश्चित गतिमा स्प्रे गर्न, र सब्सट्रेट सतहमा शोषण र माइग्रेट गर्न प्रयोग गर्ने एपिटेक्सियल उपकरणलाई बुझाउँछ। epitaxially को क्रिस्टल अक्ष दिशामा एकल क्रिस्टल पातलो फिल्महरू बढ्न सब्सट्रेट सामग्री। सामान्यतया, तातो ढालको साथ जेट फर्नेस द्वारा तताउने अवस्था अन्तर्गत, किरण स्रोतले परमाणु बीम वा आणविक बीम बनाउँछ, र फिल्म सब्सट्रेट सामग्रीको क्रिस्टल अक्ष दिशामा तहद्वारा तह बढ्छ।

यसको विशेषताहरू कम epitaxial वृद्धि तापमान हो, र मोटाई, इन्टरफेस, रासायनिक संरचना र अशुद्धता एकाग्रता परमाणु स्तरमा ठीकसँग नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। यद्यपि MBE अर्धचालक अल्ट्रा-थिन एकल क्रिस्टल फिल्महरूको तयारीबाट उत्पन्न भएको हो, यसको अनुप्रयोग अब धातु र इन्सुलेट डाइलेक्ट्रिक्स जस्ता विभिन्न सामग्री प्रणालीहरूमा विस्तार भएको छ, र III-V, II-VI, सिलिकन, सिलिकन जर्मेनियम (SiGe) तयार गर्न सक्छ। ) ग्राफिन, अक्साइड र अर्गानिक फिल्महरू।

आणविक बीम एपिटेक्सी (MBE) प्रणाली मुख्यतया एक अल्ट्रा-उच्च भ्याकुम प्रणाली, एक आणविक बीम स्रोत, एक सब्सट्रेट फिक्सिङ र तताउने प्रणाली, एक नमूना स्थानान्तरण प्रणाली, एक इन-सिटु निगरानी प्रणाली, एक नियन्त्रण प्रणाली, र एक परीक्षण बाट बनेको छ। प्रणाली।

भ्याकुम प्रणालीमा भ्याकुम पम्पहरू (मेकानिकल पम्पहरू, आणविक पम्पहरू, आयन पम्पहरू, र कन्डेन्सेसन पम्पहरू, आदि) र विभिन्न भल्भहरू समावेश छन्, जसले अल्ट्रा-उच्च भ्याकुम वृद्धि वातावरण सिर्जना गर्न सक्छ। सामान्यतया प्राप्त भ्याकुम डिग्री 10-8 देखि 10-11 टोर हो। भ्याकुम प्रणालीमा मुख्यतया तीनवटा भ्याकुम कार्य कक्षहरू छन्, अर्थात् नमूना इंजेक्शन कक्ष, पूर्व उपचार र सतह विश्लेषण कक्ष, र वृद्धि कक्ष।

नमूना इंजेक्शन च्याम्बर अन्य च्याम्बर को उच्च वैक्यूम अवस्था सुनिश्चित गर्न को लागी बाहिरी दुनिया मा नमूनाहरु स्थानान्तरण गर्न प्रयोग गरिन्छ; पूर्व उपचार र सतह विश्लेषण कक्षले नमूना इंजेक्शन कक्ष र वृद्धि कक्षलाई जोड्दछ, र यसको मुख्य कार्य नमूनालाई पूर्व-प्रक्रिया गर्नु हो (सब्सट्रेट सतहको पूर्ण सफाई सुनिश्चित गर्न उच्च-तापमान डिगासिङ) र प्रारम्भिक सतह विश्लेषण गर्न। सफा नमूना; ग्रोथ चेम्बर MBE प्रणालीको मुख्य भाग हो, मुख्यतया स्रोत भट्टी र यसको सम्बन्धित शटर एसेम्बली, एक नमूना नियन्त्रण कन्सोल, एक कूलिंग प्रणाली, एक प्रतिबिम्ब उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रोन विवर्तन (RHEED), र एक इन-सिटू निगरानी प्रणाली। । केही उत्पादन MBE उपकरणहरूमा बहु वृद्धि चेम्बर कन्फिगरेसनहरू छन्। MBE उपकरण संरचना को योजनाबद्ध रेखाचित्र तल देखाइएको छ:

सिलिकन सामग्रीको MBE कच्चा मालको रूपमा उच्च-शुद्धता सिलिकन प्रयोग गर्दछ, अल्ट्रा-उच्च भ्याकुम (10-10～10-11Torr) अवस्थाहरूमा बढ्छ, र वृद्धि तापमान 600～900℃ छ, Ga (P-प्रकार) र Sb ( N-प्रकार) डोपिङ स्रोतको रूपमा। P, As र B जस्ता सामान्य रूपमा प्रयोग हुने डोपिङ स्रोतहरू बिरलै प्रयोग गरिन्छ किनभने तिनीहरू वाष्पीकरण गर्न गाह्रो हुन्छन्।

MBE को प्रतिक्रिया कक्षमा अल्ट्रा-उच्च भ्याकुम वातावरण छ, जसले अणुहरूको औसत मुक्त मार्ग बढाउँछ र बढ्दो सामग्रीको सतहमा प्रदूषण र ओक्सीकरण कम गर्दछ। तयार गरिएको एपिटेक्सियल सामग्रीमा राम्रो सतह आकार विज्ञान र एकरूपता छ, र विभिन्न डोपिङ वा विभिन्न सामग्री कम्पोनेन्टहरूसँग बहु-तह संरचनामा बनाउन सकिन्छ।

MBE टेक्नोलोजीले एकल परमाणु तहको मोटाईको साथ अल्ट्रा-पातलो एपिटेक्सियल तहहरूको दोहोर्याइएको वृद्धि हासिल गर्दछ, र एपिटेक्सियल तहहरू बीचको इन्टरफेस ठाडो हुन्छ। यसले III-V अर्धचालकहरू र अन्य बहु-घटक विषम सामग्रीहरूको वृद्धिलाई बढावा दिन्छ। वर्तमानमा, MBE प्रणाली माइक्रोवेभ उपकरणहरू र ओप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको नयाँ पुस्ताको उत्पादनको लागि एक उन्नत प्रक्रिया उपकरण भएको छ। MBE टेक्नोलोजीका बेफाइदाहरू ढिलो फिल्म विकास दर, उच्च भ्याकुम आवश्यकताहरू, र उच्च उपकरण र उपकरण प्रयोग लागतहरू हुन्।

3.11 भाप चरण एपिटेक्सी प्रणाली

वाष्प चरण एपिटेक्सी (VPE) प्रणालीले epitaxial वृद्धि उपकरणलाई बुझाउँछ जसले ग्यासयुक्त यौगिकहरूलाई सब्सट्रेटमा ढुवानी गर्छ र रासायनिक प्रतिक्रियाहरू मार्फत सब्सट्रेटको रूपमा समान जाली व्यवस्थाको साथ एकल क्रिस्टल सामग्री तह प्राप्त गर्दछ। एपिटेक्सियल लेयर होमोएपिटेक्सियल लेयर (Si/Si) वा हेटेरोएपिटेक्सियल लेयर (SiGe/Si, SiC/Si, GaN/Al2O3, आदि) हुन सक्छ। हाल, VPE टेक्नोलोजी nanomaterial तयारी, पावर उपकरण, अर्धचालक ओप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरण, सौर फोटोभोल्टिक्स, र एकीकृत सर्किट को क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।

सामान्य VPE मा वायुमण्डलीय दबाव एपिटेक्सी र घटाइएको दबाव एपिटेक्सी, अल्ट्रा-हाई भ्याकुम रासायनिक वाष्प निक्षेप, धातु जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप, आदि समावेश छन्। VPE प्रविधिमा मुख्य बिन्दुहरू प्रतिक्रिया कक्ष डिजाइन, ग्यास प्रवाह मोड र एकरूपता, तापक्रम एकरूपता र सटीक नियन्त्रण हो। दबाव नियन्त्रण र स्थिरता, कण र दोष नियन्त्रण, आदि।

वर्तमानमा, मूलधारको व्यावसायिक VPE प्रणालीहरूको विकास दिशा ठूलो वेफर लोडिङ, पूर्ण स्वचालित नियन्त्रण, र तापमान र वृद्धि प्रक्रियाको वास्तविक-समय निगरानी हो। VPE प्रणालीहरूमा तीनवटा संरचनाहरू छन्: ठाडो, तेर्सो र बेलनाकार। तताउने विधिहरूमा प्रतिरोधी ताप, उच्च-फ्रिक्वेन्सी इन्डक्सन हीटिंग र इन्फ्रारेड विकिरण ताप समावेश छ।

वर्तमानमा, VPE प्रणालीहरूले प्रायः तेर्सो डिस्क संरचनाहरू प्रयोग गर्छन्, जसमा एपिटेक्सियल फिल्म वृद्धि र ठूलो वेफर लोडिङको राम्रो एकरूपताको विशेषताहरू छन्। VPE प्रणालीहरू सामान्यतया चार भागहरू हुन्छन्: रिएक्टर, तताउने प्रणाली, ग्यास पथ प्रणाली र नियन्त्रण प्रणाली। किनभने GaAs र GaN epitaxial फिल्महरूको वृद्धि समय अपेक्षाकृत लामो छ, प्रेरण ताप र प्रतिरोध ताप अधिक प्रयोग गरिन्छ। सिलिकन VPE मा, बाक्लो एपिटेक्सियल फिल्म वृद्धिले प्रायः इन्डक्शन हीटिंग प्रयोग गर्दछ; पातलो epitaxial फिल्म वृद्धि धेरै जसो इन्फ्रारेड ताप को प्रयोग गर्दछ तीव्र तापमान वृद्धि / पतन को उद्देश्य प्राप्त गर्न।

3.12 तरल चरण एपिटेक्सी प्रणाली

लिक्विड फेज एपिटेक्सी (एलपीई) प्रणालीले एपिटेक्सियल वृद्धि उपकरणलाई बुझाउँछ जसले उत्पादन हुने सामग्री (जस्तै Si, Ga, As, Al, आदि) र डोपेन्टहरू (जस्तै Zn, Te, Sn, इत्यादि) लाई पगाल्छ। तल्लो पग्लने बिन्दु (जस्तै Ga, In, आदि) भएको धातु, ताकि घुलनशील विलायकमा संतृप्त वा सुपरस्याचुरेटेड हुन्छ, र त्यसपछि एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटलाई समाधानसँग सम्पर्क गरिएको छ, र घुलनशील पदार्थलाई बिस्तारै चिसो गरेर विलायकबाट अवक्षेपित गरिन्छ, र सब्सट्रेटको सतहमा क्रिस्टल संरचना र जाली स्थिर रहेको क्रिस्टल सामग्रीको एक तह सब्सट्रेटको सतहमा हुर्कन्छ।

LPE विधि नेल्सन एट अल द्वारा प्रस्तावित गरिएको थियो। 1963 मा। यो Si पातलो फिल्महरू र एकल क्रिस्टल सामग्रीहरू, साथै III-IV समूहहरू र पारा क्याडमियम टेलुराइड जस्ता अर्धचालक सामग्रीहरू बढाउन प्रयोग गरिन्छ, र विभिन्न अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू, माइक्रोवेभ उपकरणहरू, अर्धचालक उपकरणहरू र सौर्य सेलहरू बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। ।

————————————————————————————————————————————————— ———————————

सेमिसेरा प्रदान गर्न सक्छग्रेफाइट भागहरू, नरम/कठोर महसुस भयो, सिलिकन कार्बाइड पार्ट्स, CVD सिलिकन कार्बाइड पार्ट्स, रSiC/TaC लेपित भागहरू30 दिन भित्र।

यदि तपाइँ माथिको अर्धचालक उत्पादनहरूमा रुचि राख्नुहुन्छ भने,कृपया हामीलाई पहिलो पटक सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्।

टेलिफोन: +८६-१३३७३८८९६८३

व्हाट्सएप: +८६-१५९५७८७८१३४

Email: sales01@semi-cera.com