1. መግቢያ
ንጥረ ነገሮችን (ጥሬ ዕቃዎችን) በአካል ወይም በኬሚካላዊ ዘዴዎች በንጥረ ነገሮች ላይ የማያያዝ ሂደት ቀጭን ፊልም እድገት ይባላል.
በተለያዩ የሥራ መርሆዎች መሠረት የተቀናጀ የወረዳ ቀጭን ፊልም አቀማመጥ በሚከተሉት ሊከፋፈል ይችላል-
- አካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (PVD);
-የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (CVD);
- ቅጥያ.
2. ቀጭን ፊልም የእድገት ሂደት
2.1 አካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ እና የመርጨት ሂደት
የፊዚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (PVD) ሂደት የሚያመለክተው አካላዊ ዘዴዎችን ማለትም የቫኩም ትነት፣ መትፋት፣ የፕላዝማ ሽፋን እና ሞለኪውላር ጨረር ኤፒታክሲን በመጠቀም በዋፈር ወለል ላይ ቀጭን ፊልም ይፈጥራል።
በ VLSI ኢንዱስትሪ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለው የ PVD ቴክኖሎጂ መትፋት ነው, እሱም በዋናነት ለኤሌክትሮዶች እና ለተቀናጁ ወረዳዎች የብረት ማያያዣዎች ያገለግላል. መትረየስ ማለት ብርቅዬ ጋዞች (እንደ አርጎን (አር) ያሉ) በከፍተኛ የቫኩም ሁኔታዎች ውስጥ በውጫዊ የኤሌክትሪክ መስክ ተግባር ስር ወደ ion (እንደ አር+ ያሉ) ወደ ion የሚደረጉበት እና የቁሳቁስ ኢላማ ምንጭ በከፍተኛ የቮልቴጅ አከባቢ ውስጥ የሚፈነዳበት ሂደት ነው። የታለመውን ቁሳቁስ አቶሞችን ወይም ሞለኪውሎችን በማንኳኳት እና ከዚያም ከግጭት-ነጻ የበረራ ሂደት በኋላ ቀጭን ፊልም ለመመስረት ወደ ዋፈርው ወለል ላይ መድረስ። አር የተረጋጋ ኬሚካላዊ ባህሪያት አለው, እና ionዎቹ ከታለመው ቁሳቁስ እና ፊልም ጋር በኬሚካላዊ ምላሽ አይሰጡም. የተቀናጁ የወረዳ ቺፖችን ወደ 0.13μm የመዳብ ትስስር ዘመን ሲገቡ፣ የመዳብ ባሪየር ቁስ ንብርብር የታይታኒየም ናይትራይድ (ቲን) ወይም ታንታለም ናይትራይድ (ታኤን) ፊልም ይጠቀማል። የኢንዱስትሪ ቴክኖሎጂ ፍላጎት ኬሚካላዊ ምላሽ sputtering ቴክኖሎጂ ምርምር እና ልማት አስተዋውቋል, ማለትም, sputtering ቻምበር ውስጥ, Ar በተጨማሪ, በተጨማሪም ምላሽ ጋዝ ናይትሮጅን (N2), ቲ ወይም Ta ከ ቦምበርድ ዘንድ. የታለመው ቁሳቁስ Ti ወይም Ta አስፈላጊውን የቲን ወይም የታን ፊልም ለማምረት ከ N2 ጋር ምላሽ ይሰጣል።
ሶስት በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ የመተጣጠፊያ ዘዴዎች አሉ እነሱም የዲሲ ስፒትተር፣ RF sputtering እና magnetron sputtering። የተቀናጁ ወረዳዎች ውህደት እየጨመረ በሄደ መጠን የንብርብሮች የባለብዙ ንብርብር ብረት ሽቦዎች ቁጥር እየጨመረ ሲሆን የ PVD ቴክኖሎጂ አተገባበር ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ነው. የPVD ቁሶች አል-ሲ፣ አል-ኩ፣ አል-ሲ-ኩ፣ ቲ፣ ታ፣ ኮ፣ ቲን፣ ታን፣ ኒ፣ ደብሊውሲ2፣ ወዘተ ያካትታሉ።
PVD እና sputtering ሂደቶች አብዛኛውን ጊዜ 1 × 10-7 ወደ 9 × 10-9 Torr የሆነ ቫክዩም ዲግሪ ጋር በጣም በታሸገ ምላሽ ክፍል ውስጥ ይጠናቀቃል, ይህም ምላሽ ወቅት ጋዝ ንፅህና ማረጋገጥ ይችላሉ; በተመሳሳይ ጊዜ ዒላማውን ለመምታት በቂ የሆነ ከፍተኛ ቮልቴጅ ለማመንጨት ያልተለመደውን ጋዝ ionize ለማድረግ ውጫዊ ከፍተኛ ቮልቴጅ ያስፈልጋል. የ PVD እና የስፕቲንግ ሂደቶችን ለመገምገም ዋናዎቹ መለኪያዎች የአቧራ መጠን, እንዲሁም የመከላከያ እሴት, ተመሳሳይነት, አንጸባራቂ ውፍረት እና የተፈጠረውን ፊልም ጭንቀት ያካትታሉ.
2.2 የኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ እና የመርጨት ሂደት
ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (ሲቪዲ) የተለያየ ከፊል ጫና ያላቸው የተለያዩ የጋዝ ምላሾች በተወሰነ የሙቀት መጠን እና ግፊት ላይ በኬሚካላዊ ምላሽ የሚሰጡበት እና የተፈጠሩት ጠንካራ ንጥረ ነገሮች የሚፈለገውን ቀጭን ለማግኘት በንጥረ ነገሮች ወለል ላይ የሚቀመጡበትን ሂደት ቴክኖሎጂን ያመለክታል። ፊልም. በተለምዷዊ የተቀናጀ የወረዳ የማምረት ሂደት ውስጥ, የተገኙ ቀጭን ፊልም ቁሳቁሶች በአጠቃላይ እንደ oxides, nitrides, ካርቦይድ, ወይም እንደ polycrystalline ሲሊከን እና amorphous ሲሊከን ያሉ ቁሳቁሶች እንደ ውህዶች ናቸው. ከ45nm መስቀለኛ መንገድ በኋላ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው፣ እንደ ምንጭ እና ፍሳሽ SiGe ወይም Si selective epitaxial growth (SiGe) ወይም Si selective epitaxial growth (Selective epitaxial growth) በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው የመራጭ ኤፒታክሲያል እድገት እንዲሁም የሲቪዲ ቴክኖሎጂ ነው።
ይህ ቴክኖሎጂ ተመሳሳይ አይነት ወይም ከመጀመሪያው ጥልፍልፍ ጋር ተመሳሳይ የሆነ ነጠላ ክሪስታል ቁሶችን በአንድ ነጠላ የሲሊኮን ወይም ሌሎች ቁሶች ላይ ከመጀመሪያው ጥልፍልፍ ጋር መስራቱን ሊቀጥል ይችላል። ሲቪዲ በዲኤሌክትሪክ ፊልም (እንደ SiO2, Si3N4 እና SiON, ወዘተ) እና የብረት ፊልሞች (እንደ ቱንግስተን, ወዘተ የመሳሰሉት) እድገት ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል.
በአጠቃላይ እንደ የግፊት አመዳደብ፣ ሲቪዲ በከባቢ አየር ግፊት ኬሚካላዊ የእንፋሎት ክምችት (APCVD)፣ ንዑስ-ከባቢ አየር ግፊት ኬሚካላዊ የእንፋሎት ክምችት (SAPCVD) እና ዝቅተኛ ግፊት የኬሚካል የእንፋሎት ክምችት (LPCVD) ሊከፈል ይችላል።
እንደ የሙቀት ምደባ, ሲቪዲ ወደ ከፍተኛ ሙቀት / ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ኦክሳይድ ፊልም ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (HTO / LTO CVD) እና ፈጣን የሙቀት ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
እንደ ምላሽ ምንጭ, ሲቪዲ በ silane-based CVD, polyester-based CVD (TEOS-based CVD) እና የብረት ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (MOCVD) ሊከፋፈል ይችላል;
እንደ ኢነርጂ ምደባ፣ ሲቪዲ በሙቀት ኬሚካላዊ ትነት ክምችት (ቴርማል ሲቪዲ)፣ በፕላዝማ የተሻሻለ የኬሚካል ትነት ክምችት (ፕላዝማ የተሻሻለ ሲቪዲ፣ ፒኢሲቪዲ) እና ከፍተኛ የፕላዝማ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ክምችት (ከፍተኛ ትፍገት ፕላዝማ ሲቪዲ፣ ኤችዲፒሲቪዲ) ሊከፋፈል ይችላል። በቅርቡ፣ ሊፈስ የሚችል የኬሚካል ትነት ማስቀመጫ (የሚፈስ ሲቪዲ፣ FCVD) እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ ክፍተት የመሙላት ችሎታም ተዳብሯል።
የተለያዩ የሲቪዲ-ያደጉ ፊልሞች የተለያዩ ባህሪያት አሏቸው (እንደ ኬሚካላዊ ቅንብር, ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ, ውጥረት, ውጥረት እና የቮልቴጅ ቮልቴጅ) እና በተለያዩ የሂደት መስፈርቶች (እንደ ሙቀት, የእርከን ሽፋን, የመሙላት መስፈርቶች, ወዘተ) በተናጠል ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ.
2.3 የአቶሚክ ንብርብር የማስቀመጥ ሂደት
የአቶሚክ ንብርብር ክምችት (ALD) አንድ ነጠላ የአቶሚክ ፊልም ንብርብር በንብርብር በማደግ በአተሞች ንብርብር በንብርብር በንጣፍ ማቴሪያል ላይ ማስቀመጥን ያመለክታል። አንድ የተለመደ ኤ.ኤል.ዲ. በተለዋዋጭ pulsed መንገድ ወደ ሬአክተር ውስጥ የጋዝ ቀዳሚዎችን የማስገባት ዘዴን ይጠቀማል።
ለምሳሌ ያህል, በመጀመሪያ, ምላሽ precursor 1 substrate ወለል ውስጥ አስተዋውቋል, እና የኬሚካል adsorption በኋላ አንድ ነጠላ አቶሚክ ንብርብር substrate ወለል ላይ ተፈጥሯል; ከዚያ ቀዳሚው 1 በመሬት ወለል ላይ የቀረው እና በምላሹ ክፍል ውስጥ በአየር ፓምፕ ይወጣል ። ከዚያም ምላሽ precursor 2 ወደ substrate ወለል ውስጥ አስተዋውቋል ነው, እና በኬሚካላዊ ምላሽ precursor 1 substrate ወለል ላይ ተጓዳኝ ቀጭን ፊልም ቁሳዊ እና ተጓዳኝ ተረፈ ምርቶች ለማመንጨት substrate ወለል ላይ adsorbed ጋር ምላሽ; ቀዳሚው 1 ሙሉ በሙሉ ምላሽ ሲሰጥ ፣ ምላሹ በራስ-ሰር ያበቃል ፣ ይህም የ ALD እራስን የሚገድብ ባህሪ ነው ፣ እና ከዚያ የቀሩት ምላሽ ሰጪዎች እና ተረፈ ምርቶች ለሚቀጥለው የእድገት ደረጃ ይዘጋጃሉ ። ከላይ ያለውን ሂደት ያለማቋረጥ በመድገም ቀጭን ፊልም ቁሳቁሶችን በንብርብር በአንድ አተሞች ውስጥ ማስቀመጥ ይቻላል.
ሁለቱም ALD እና CVD የጋዝ ኬሚካላዊ ምላሽ ምንጭን የማስተዋወቅ መንገዶች በንዑስ ፕላስቲቱ ወለል ላይ በኬሚካላዊ ምላሽ ለመስጠት ነው፣ ልዩነቱ ግን የሲቪዲ ጋዝ ምላሽ ምንጭ ራስን የመገደብ እድገት ባህሪ የለውም። የ ALD ቴክኖሎጂን ለማዳበር ቁልፉ ራስን የሚገድቡ የአጸፋ ባህሪያት ያላቸው ቀዳሚዎችን መፈለግ እንደሆነ ማየት ይቻላል.
2.4 ኤፒታክሲያል ሂደት
ኤፒታክሲያል ሂደት የሚያመለክተው ሙሉ በሙሉ የታዘዘ ነጠላ ክሪስታል ንብርብር በአንድ ንጣፍ ላይ የማደግ ሂደት ነው። ባጠቃላይ አነጋገር፣ የ epitaxial ሂደት በነጠላ ክሪስታል ንጣፍ ላይ ካለው ኦርጅናሌ ንጣፍ ጋር ተመሳሳይ የሆነ የላቲስ አቅጣጫ ያለው ክሪስታል ንብርብር ማደግ ነው። Epitaxial ሂደት በሰፊው እንደ የተቀናጀ የወረዳ ኢንዱስትሪ ውስጥ epitaxial ሲሊከን wafers, የተከተተ ምንጭ እና MOS ትራንዚስተሮች መካከል እዳሪ epitaxial እድገት, LED substrates ላይ epitaxial እድገት, ወዘተ እንደ semiconductor ማምረቻ, ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.
እንደ የእድገት ምንጭ የተለያዩ የምዕራፍ ሁኔታዎች፣ የኤፒታክሲያል የእድገት ዘዴዎች በጠንካራ ደረጃ ኤፒታክሲ፣ በፈሳሽ ደረጃ ኤፒታክሲ እና በእንፋሎት ደረጃ ኤፒታክሲ ተብለው ሊከፈሉ ይችላሉ። በተቀናጀ የወረዳ ማምረቻ ውስጥ፣ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት ኤፒታክሲያል ዘዴዎች ጠንካራ ፋዝ ኤፒታክሲ እና የ vapor phase epitaxy ናቸው።
ድፍን ፋራዴ ኤፒታክሲ፡ ጠንካራ ምንጭን በመጠቀም የአንድ ክሪስታል ንብርብር በአንድ ንጣፍ ላይ ማደግን ያመለክታል። ለምሳሌ፣ ion ከተተከለ በኋላ የሙቀት ማደንዘዣ (thermal annealing) በእውነቱ ጠንካራ የክፍል ኤፒታክሲ ሂደት ነው። ion በሚተከልበት ጊዜ የሲሊኮን ዋፈር የሲሊኮን አተሞች በከፍተኛ ሃይል በተተከሉ ionዎች ቦምብ ይሞላሉ ፣የመጀመሪያው የፍርግርግ ቦታቸውን ትተው ሞርሞስ ይሆናሉ ፣የላይኛውን የማይመስል የሲሊኮን ንብርብር ይመሰርታሉ። ከፍተኛ ሙቀት ካለው የሙቀት ማደንዘዣ በኋላ፣ አሞርፎስ አተሞች ወደ ጥልፍ ቦታቸው ይመለሳሉ እና ከውስጥ ካለው የአቶሚክ ክሪስታል አቅጣጫ ጋር ይጣጣማሉ።
የ vapor phase epitaxy የእድገት ዘዴዎች የኬሚካል የእንፋሎት ክፍል ኤፒታክሲ፣ ሞለኪውላር ጨረር ኤፒታክሲ፣ አቶሚክ ንብርብር ኤፒታክሲ፣ ወዘተ ይገኙበታል። የኬሚካላዊ የእንፋሎት ክፍል ኤፒታክሲ መርህ በመሠረቱ ከኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ጋር ተመሳሳይ ነው. ሁለቱም ጋዝ ከተደባለቀ በኋላ በዋፋዎች ላይ በኬሚካል ምላሽ በመስጠት ቀጭን ፊልሞችን የሚያስቀምጡ ሂደቶች ናቸው.
ልዩነቱ የኬሚካል የእንፋሎት ክፍል ኤፒታክሲ አንድ ነጠላ ክሪስታል ንብርብር ስለሚያድግ በመሣሪያው ውስጥ ላለው የንጽሕና ይዘት እና የዋፈር ወለል ንፅህና ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት። ቀደምት የኬሚካላዊ የእንፋሎት ክፍል ኤፒታክሲያል የሲሊኮን ሂደት በከፍተኛ ሙቀት (ከ 1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ) ውስጥ መከናወን አለበት. የሂደት መሳሪያዎችን በማሻሻል ፣ በተለይም የቫኩም ልውውጥ ክፍል ቴክኖሎጂን መቀበል ፣ የመሳሪያው ክፍተት ንፅህና እና የሲሊኮን ዋፈር ንጣፍ በጣም ተሻሽሏል ፣ እና የሲሊኮን ኤፒታክሲስ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን (600-700 °) ሊከናወን ይችላል ። ሐ) የኤፒታክሲያል ሲሊከን ዋፈር ሂደት በሲሊኮን ዋይፈር ላይ ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ንብርብር ማደግ ነው።
ከመጀመሪያው የሲሊኮን ንጣፍ ጋር ሲነፃፀር ፣ የኤፒታክሲያል ሲሊኮን ንብርብር ከፍተኛ ንፅህና እና ጥቂት የጥልፍ ጉድለቶች አሉት ፣ በዚህም ሴሚኮንዳክተር የማምረት ምርትን ያሻሽላል። በተጨማሪም በሲሊኮን ዋይፈር ላይ የሚበቅለው የኤፒታክሲያል ሲሊከን ንብርብር የእድገት ውፍረት እና የዶፒንግ ትኩረት በተለዋዋጭ መንገድ ሊቀረጽ ይችላል፣ ይህም የመሳሪያውን ንድፍ ወደ ተለዋዋጭነት ያመጣል፣ ለምሳሌ የንዑስ ፕላስተር መቋቋምን በመቀነስ እና የከርሰ ምድር መነጠልን ማሳደግ። የተከተተው ምንጭ-ፍሳሽ ኤፒታክሲያል ሂደት በተራቀቁ የሎጂክ ቴክኖሎጂ ኖዶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ቴክኖሎጂ ነው።
እሱ የሚያመለክተው በኤምኦኤስ ትራንዚስተሮች ምንጭ እና ፍሳሽ ክልሎች ውስጥ ኤፒታክሲያል ዶፔድ ጀርማኒየም ሲሊኮን ወይም ሲሊኮን በማደግ ላይ ነው። የተካተተውን ምንጭ-ፍሳሽ ኤፒታክሲያል ሂደትን የማስተዋወቅ ዋና ጥቅሞች የሚከተሉትን ያካትታሉ: በከላቲስ ማመቻቸት ምክንያት ጭንቀትን የያዘውን pseudocrystalline ንብርብር ማሳደግ, የቻናል ተሸካሚ ተንቀሳቃሽነትን ማሻሻል; በቦታ ውስጥ ያለው የዶፒንግ ምንጭ እና የፍሳሽ ማስወገጃ ምንጭ-ፍሳሽ መስቀለኛ መንገድ ጥገኛ የመቋቋም አቅምን ሊቀንስ እና የከፍተኛ-ኃይል ion መትከል ጉድለቶችን ሊቀንስ ይችላል።
3. ቀጭን ፊልም ማደግ መሳሪያዎች
3.1 የቫኩም ትነት መሳሪያዎች
ቫክዩም ትነት ጠንካራ ቁሶችን በቫኩም ክፍል ውስጥ በማሞቅ እንዲተነኑ፣ እንዲተነኑ ወይም እንዲወድቁ የሚያደርግ እና ከዚያም በተወሰነ የሙቀት መጠን ውስጥ የንዑሳን ቁስ አካል ላይ እንዲከማች የሚያደርግ የሽፋን ዘዴ ነው።
ብዙውን ጊዜ ሶስት ክፍሎችን ያቀፈ ነው, እነሱም የቫኩም ሲስተም, የትነት ስርዓት እና የማሞቂያ ስርዓት. የቫኩም ሲስተም ቫክዩም ቱቦዎች እና የቫኩም ፓምፖችን ያቀፈ ሲሆን ዋና ተግባሩ ደግሞ ለትነት የሚሆን ብቁ የሆነ የቫኩም አከባቢን መስጠት ነው። የእንፋሎት ስርዓቱ የእንፋሎት ጠረጴዛ, የማሞቂያ ክፍል እና የሙቀት መለኪያ ክፍሎችን ያካትታል.
የሚተነተንበት የዒላማ ቁሳቁስ (እንደ አግ, አል, ወዘተ) በእንፋሎት ጠረጴዛ ላይ ተቀምጧል; የማሞቂያ እና የሙቀት መለኪያ ክፍል ለስላሳ ትነት ለማረጋገጥ የእንፋሎት ሙቀትን ለመቆጣጠር የሚያገለግል የዝግ ዑደት ስርዓት ነው. የማሞቂያ ስርዓቱ የቫፈር ደረጃ እና የማሞቂያ ክፍልን ያካትታል. የዋፈር ደረጃው ቀጭን ፊልም እንዲተን በሚያስፈልግበት ቦታ ላይ ለማስቀመጥ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የማሞቂያ ክፍሉ የሙቀት ማሞቂያ እና የሙቀት መለኪያ ግብረመልስ መቆጣጠሪያን ለመገንዘብ ጥቅም ላይ ይውላል.
የቫኩም አከባቢ በቫኪዩም ትነት ሂደት ውስጥ በጣም አስፈላጊ ሁኔታ ነው, ይህም ከትነት ፍጥነት እና ከፊልሙ ጥራት ጋር የተያያዘ ነው. የቫኩም ዲግሪው መስፈርቶቹን የማያሟላ ከሆነ በእንፋሎት የተበተኑት አቶሞች ወይም ሞለኪውሎች ከቀሪዎቹ የጋዝ ሞለኪውሎች ጋር በተደጋጋሚ ይጋጫሉ፣ ይህም ነፃ መንገዳቸውን ይቀንሳል፣ እና አቶሞች ወይም ሞለኪውሎቹ በከፍተኛ ሁኔታ ይበተናሉ፣ በዚህም የእንቅስቃሴ አቅጣጫውን በመቀየር ፊልሙን ይቀንሳል። የምስረታ መጠን.
በተጨማሪም, በተቀረው የቆሻሻ ጋዝ ሞለኪውሎች ምክንያት, የተከማቸ ፊልም በከባድ የተበከለ እና ጥራት የሌለው ነው, በተለይም በክፍሉ ውስጥ ያለው የግፊት መጨመር ደረጃውን ካልጠበቀ እና ፍሳሽ በሚኖርበት ጊዜ አየር ወደ ቫኩም ክፍል ውስጥ ይወጣል. , ይህም በፊልሙ ጥራት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል.
የቫኩም ትነት መሳሪያዎች መዋቅራዊ ባህሪያት በትላልቅ መጠኖች ላይ ያለው ሽፋን ተመሳሳይነት ደካማ መሆኑን ይወስናሉ. ተመሳሳይነቱን ለማሻሻል የምንጭ-ንዑስ ርቀቱን የማሳደግ እና የንጥረ-ነገርን የማሽከርከር ዘዴ በአጠቃላይ ተቀባይነት አለው, ነገር ግን የምንጭ-ንዑስ ርቀቱን መጨመር የፊልሙን እድገት እና ንፅህና ይሠዋዋል. በተመሳሳይ ጊዜ, በቫኩም ክፍተት መጨመር ምክንያት, የተተከለው ቁሳቁስ የአጠቃቀም መጠን ይቀንሳል.
3.2 የዲሲ አካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ መሳሪያዎች
ቀጥተኛ ወቅታዊ ፊዚካል ትነት ማስቀመጫ (DCPVD) በተጨማሪም ካቶድ ስፑተርንግ ወይም ቫክዩም ዲሲ ባለ ሁለት ደረጃ ስፒትቲንግ በመባልም ይታወቃል። የቫኩም ዲሲ sputtering ዒላማ ቁሳዊ እንደ ካቶድ እና substrate እንደ anode ጥቅም ላይ ይውላል. ቫክዩም ስፓይተር የሂደቱን ጋዝ ion በማድረግ ፕላዝማ መፍጠር ነው።
የተወሰነ መጠን ያለው ኃይል ለማግኘት በፕላዝማ ውስጥ ያሉት የተሞሉ ቅንጣቶች በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የተጣደፉ ናቸው. በቂ ኃይል ያላቸው ቅንጣቶች የታለመውን ቁሳቁስ ወለል ላይ ቦምብ ይጥሉታል, ስለዚህም የዒላማው አተሞች ወደ ውጭ ይረጫሉ; የተወሰነ የኪነቲክ ሃይል ያላቸው የተረጨው አተሞች በመሬት ወለሉ ላይ ቀጭን ፊልም ለመስራት ወደ ታችኛው ክፍል ይንቀሳቀሳሉ. ለመርጨት ጥቅም ላይ የሚውለው ጋዝ በአጠቃላይ እንደ አርጎን (አር) ያለ ብርቅዬ ጋዝ ነው, ስለዚህ በመርጨት የተሠራው ፊልም አይበከልም; በተጨማሪም የአርጎን የአቶሚክ ራዲየስ ለመርጨት ተስማሚ ነው.
የሚረጩት ቅንጣቶች መጠን ለመበተን ከታለሙ አተሞች መጠን ጋር ቅርብ መሆን አለባቸው። ቅንጦቹ በጣም ትልቅ ወይም በጣም ትንሽ ከሆኑ ውጤታማ መትፋት ሊፈጠር አይችልም. ከአቶም መጠን መጠን በተጨማሪ የአተሙ የጅምላ ፋክተር የመትፋቱን ጥራት ይጎዳል። የሚረጨው ቅንጣት ምንጭ በጣም ቀላል ከሆነ፣ የዒላማው አተሞች አይተፉም; የሚረጩት ቅንጣቶች በጣም ከከበዱ ዒላማው "ታጠፈ" እና ዒላማው አይተፋም.
በDCPVD ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የዒላማ ቁሳቁስ መሪ መሆን አለበት. ምክንያቱም በሂደቱ ውስጥ ያሉት አርጎን ionዎች የታለመውን ንጥረ ነገር በቦምብ ሲፈነዱ በዒላማው ቁሳቁስ ላይ ካለው ኤሌክትሮኖች ጋር እንደገና ይዋሃዳሉ። የታለመው ቁሳቁስ እንደ ብረት ያለ ኮንዳክተር ሲሆን በዚህ ዳግም ውህደት የሚፈጁ ኤሌክትሮኖች በቀላሉ በሃይል አቅርቦት እና በሌሎች የኤሌክትሮኖች ክፍሎች በኤሌትሪክ ኮንዳክሽን አማካኝነት ይሞላሉ, ስለዚህም የታለመው ቁሳቁስ ወለል እንደ ሀ. ሙሉ በሙሉ በአሉታዊ ሁኔታ ተሞልቷል እና መትፋት ይጠበቃል።
በተቃራኒው ፣ የታለመው ቁሳቁስ ኢንሱሌተር ከሆነ ፣ በታለመው ንጥረ ነገር ላይ ያሉት ኤሌክትሮኖች እንደገና ከተጣመሩ በኋላ ፣ በሌሎች ክፍሎች ውስጥ ያሉት ነፃ ኤሌክትሮኖች በኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ ሊሞሉ አይችሉም ፣ እና አዎንታዊ ክፍያዎች እንኳን በ የታለመው ቁሳቁስ ወለል ፣ የታለመው የቁሳቁስ አቅም ከፍ እንዲል ያደርጋል ፣ እና የታለመው ቁሳቁስ አሉታዊ ክፍያ እስኪጠፋ ድረስ ተዳክሟል ፣ በመጨረሻም ወደ መትፋት መቋረጥ ያመራል።
ስለዚህ የኢንሱሌሽን ቁሶችን ለመርጨት ጥቅም ላይ ለማዋል ሌላ የመተጣጠፍ ዘዴ መፈለግ ያስፈልጋል። የሬድዮ ፍሪኩዌንሲ መተጣጠፍ ለሁለቱም ለማሠራት እና ለማይመሩ ኢላማዎች ተስማሚ የሆነ የመፍቻ ዘዴ ነው።
ሌላው የዲሲPVD ጉዳት የማቀጣጠያ ቮልቴጁ ከፍተኛ ነው እና በኤሌክትሮን ቦምብ በንጥረ ነገሮች ላይ ጠንካራ ነው. ይህንን ችግር ለመፍታት ውጤታማ መንገድ የማግኔትሮን ስፒትተርን መጠቀም ነው, ስለዚህ የማግኔትሮን መትፋት በተቀናጁ ወረዳዎች መስክ ውስጥ ተግባራዊ ጠቀሜታ አለው.
3.3 RF አካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ መሳሪያዎች
የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ፊዚካል ትነት ክምችት (RFPVD) የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ሃይልን እንደ ማነቃቂያ ምንጭ ይጠቀማል እና ለተለያዩ ብረት እና ብረት ላልሆኑ ቁሶች ተስማሚ የሆነ የPVD ዘዴ ነው።
በRFPVD ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት የ RF ሃይል አቅርቦት የተለመዱ ድግግሞሾች 13.56 ሜኸ፣ 20 ሜኸ እና 60 ሜኸ ናቸው። የ RF የኃይል አቅርቦት አወንታዊ እና አሉታዊ ዑደቶች በተለዋጭነት ይታያሉ. የ PVD ኢላማ በአዎንታዊ የግማሽ ዑደት ውስጥ ሲሆን ፣ የታለመው ወለል አዎንታዊ አቅም ላይ ስለሆነ ፣ በሂደቱ ውስጥ ያሉ ኤሌክትሮኖች ወደ ኢላማው ወለል ይፈስሳሉ እና በላዩ ላይ የተከማቸ አወንታዊ ክፍያን ያስወግዳል ፣ እና ኤሌክትሮኖችን ማጠራቀም ይቀጥላል ፣ ንጣፉን አሉታዊ በሆነ መልኩ እንዲዛባ ማድረግ; የሚረጨው ኢላማ በአሉታዊው የግማሽ ዑደት ውስጥ ሲሆን አወንታዊዎቹ ionዎች ወደ ዒላማው ይንቀሳቀሳሉ እና በዒላማው ገጽ ላይ በከፊል ገለልተኛ ይሆናሉ።
በጣም ወሳኙ ነገር በ RF ኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ፍጥነት ከአዎንታዊ ionዎች በጣም ፈጣን ነው, የአዎንታዊ እና አሉታዊ የግማሽ ዑደቶች ጊዜ ተመሳሳይ ነው, ስለዚህ ከተጠናቀቀ ዑደት በኋላ, የታለመው ወለል ይሆናል. "ኔት" አሉታዊ በሆነ መልኩ ተከፍሏል። ስለዚህ, በመጀመሪያዎቹ ጥቂት ዑደቶች ውስጥ, የዒላማው ወለል አሉታዊ ክፍያ እየጨመረ ያለውን አዝማሚያ ያሳያል; ከዚያ በኋላ, የታለመው ወለል የተረጋጋ አሉታዊ አቅም ይደርሳል; ከዚያ በኋላ የዒላማው አሉታዊ ክፍያ በኤሌክትሮኖች ላይ አፀያፊ ተጽእኖ ስላለው, በዒላማው ኤሌክትሮዶች የተቀበሉት አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች መጠን ወደ ሚዛናዊነት ይቀየራሉ, እና ኢላማው የተረጋጋ አሉታዊ ክፍያ ያቀርባል.
ከላይ ከተጠቀሰው ሂደት, አሉታዊ የቮልቴጅ መፈጠር ሂደት ከዒላማው ቁሳቁስ ባህሪያት ጋር ምንም ግንኙነት እንደሌለው ማየት ይቻላል, ስለዚህ የ RFPVD ዘዴ የኢንሱሌሽን ዒላማዎችን የመትፋትን ችግር መፍታት ብቻ ሳይሆን በጥሩ ሁኔታ የሚስማማ ነው. ከተለመዱት የብረት መሪ ዒላማዎች ጋር.
3.4 Magnetron sputtering መሳሪያዎች
የማግኔትሮን መትፋት የ PVD ዘዴ ሲሆን ወደ ዒላማው ጀርባ ማግኔቶችን ይጨምራል። የተጨመሩት ማግኔቶች እና የዲሲ ሃይል አቅርቦት (ወይም የኤሲ ሃይል አቅርቦት) ስርዓት የማግኔትሮን ስፒተር ምንጭ ይመሰርታሉ። የሚረጭ ምንጭ በክፍሉ ውስጥ መስተጋብራዊ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ለመመስረት ፣ በክፍሉ ውስጥ ባለው ፕላዝማ ውስጥ ያሉትን ኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን ለመያዝ እና ለመገደብ ፣ የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን ለማራዘም እና የፕላዝማውን ትኩረት ለመጨመር እና በመጨረሻም የበለጠ ለማሳካት ይጠቅማል ። ማስቀመጥ.
በተጨማሪም, ተጨማሪ ኤሌክትሮኖች ከዒላማው ወለል አጠገብ ስለሚታሰሩ, በኤሌክትሮኖች የንጥረ-ነገር ቦምብ ይቀንሳል, እና የንጥረኛው የሙቀት መጠን ይቀንሳል. ከጠፍጣፋው የዲ.ሲ.ቪ.ዲ ቴክኖሎጂ ጋር ሲነጻጸር የማግኔትሮን ፊዚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂ በጣም ግልፅ ከሆኑት ባህሪያት አንዱ የመለኪያ መለቀቅ ቮልቴጅ ዝቅተኛ እና የተረጋጋ መሆኑ ነው።
ከፍ ያለ የፕላዝማ ትኩረት እና ትልቅ የመተጣጠፍ ምርት ስላለው፣ እጅግ በጣም ጥሩ የማስቀመጫ ቅልጥፍናን፣ የማስቀመጫ ውፍረት ቁጥጥርን በትልቅ መጠን፣ ትክክለኛ የቅንብር ቁጥጥር እና ዝቅተኛ የማብራት ቮልቴጅ ማግኘት ይችላል። ስለዚህ የማግኔትሮን መትፋት አሁን ባለው የብረት ፊልም PVD ውስጥ በዋና ቦታ ላይ ይገኛል። በጣም ቀላሉ የማግኔትሮን ስፒተር ምንጭ ንድፍ የማግኔቶችን ቡድን በጠፍጣፋው ዒላማው ጀርባ ላይ ማስቀመጥ (ከቫኩም ሲስተም ውጭ) በዒላማው ወለል ላይ ካለው የአካባቢ ቦታ ጋር ትይዩ የሆነ መግነጢሳዊ መስክ መፍጠር ነው።
ቋሚ ማግኔት ከተቀመጠ, መግነጢሳዊ መስኩ በአንጻራዊነት ቋሚ ነው, በዚህም ምክንያት በክፍሉ ውስጥ ባለው የዒላማው ገጽ ላይ በአንጻራዊነት ቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ስርጭትን ያመጣል. በዒላማው ውስጥ በተወሰኑ ቦታዎች ላይ ያሉ ቁሳቁሶች ብቻ ይረጫሉ, የታለመው የአጠቃቀም መጠን ዝቅተኛ ነው, እና የተዘጋጀው ፊልም ተመሳሳይነት ደካማ ነው.
የተረጨው ብረት ወይም ሌላ የቁሳቁስ ቅንጣቶች ወደ ዒላማው ወለል ላይ ተመልሰው እንዲቀመጡ በማድረግ ወደ ቅንጣቶች እንዲዋሃዱ እና ጉድለት እንዲፈጠር የተወሰነ ዕድል አለ። ስለዚህ፣ የንግድ ማግኔትሮን የሚረጭ ምንጮች የፊልም ወጥነትን፣ የዒላማ አጠቃቀምን መጠን እና ሙሉ ዒላማ ማፍሰስን ለማሻሻል የሚሽከረከር ማግኔት ዲዛይን ይጠቀማሉ።
እነዚህን ሶስት ምክንያቶች ማመጣጠን አስፈላጊ ነው. ሚዛኑ በደንብ ካልተያዘ፣ የታለመውን የአጠቃቀም መጠን በእጅጉ በመቀነስ (የታለመውን ህይወት በማሳጠር)፣ ወይም ሙሉ ዒላማ መበተንን ወይም ሙሉ ዒላማ ዝገትን ሳያሳኩ ጥሩ የፊልም ወጥነት እንዲፈጠር ሊያደርግ ይችላል፣ ይህም በመርጨት ጊዜ ቅንጣት ችግር ይፈጥራል። ሂደት.
በማግኔትሮን ፒቪዲ ቴክኖሎጂ ውስጥ የሚሽከረከር ማግኔት እንቅስቃሴ ዘዴን ፣ የዒላማውን ቅርፅ ፣ የታለመውን የማቀዝቀዣ ስርዓት እና የማግኔትሮን ስፖንሰር ምንጭ ፣ እንዲሁም እንደ ዋፈር ማስታወቂያ እና የሙቀት ቁጥጥር ያሉ የመሠረቱን ተግባራዊ ውቅር ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል ። በ PVD ሂደት ውስጥ የሚፈለገውን ክሪስታል መዋቅር, የእህል መጠን እና አቅጣጫ እንዲሁም የአፈፃፀም መረጋጋት ለማግኘት የቫፈር ሙቀት ቁጥጥር ይደረግበታል.
በ Wafer እና በመሠረቱ ወለል መካከል ያለው የሙቀት ማስተላለፊያው የተወሰነ ግፊት ስለሚፈልግ ብዙውን ጊዜ በበርካታ ቶርር ቅደም ተከተል እና በክፍሉ ውስጥ ያለው የሥራ ጫና ብዙውን ጊዜ በበርካታ mTorr ቅደም ተከተል ነው ፣ ከኋላው ያለው ግፊት። የዋፋው የላይኛው ወለል ላይ ካለው ግፊት በጣም የሚበልጥ ነው, ስለዚህ የሜካኒካል ቾክ ወይም ኤሌክትሮስታቲክ ቻክ ቫፈርን ለማስቀመጥ እና ለመገደብ ያስፈልጋል.
ይህንን ተግባር ለማግኘት የሜካኒካል ቾክ በራሱ ክብደት እና በቫፈር ጠርዝ ላይ ይመሰረታል. ምንም እንኳን ቀለል ያለ መዋቅር እና ለዋፋው ቁሳቁስ አለመስማማት ጥቅሞች ቢኖረውም, የቫፈር ጠርዝ ውጤቱ ግልጽ ነው, ይህም ለቅጥሮች ጥብቅ ቁጥጥር የማይመች ነው. ስለዚህ, በ IC የማምረት ሂደት ውስጥ ቀስ በቀስ በኤሌክትሮስታቲክ ቻክ ተተክቷል.
በተለይ ለሙቀት ስሜታዊ ላልሆኑ ሂደቶች፣ የማያስተላልፍ፣ ጠርዝ ያልሆነ የግንኙነት መደርደሪያ ዘዴ (በዋፈር የላይኛው እና የታችኛው ወለል መካከል ምንም የግፊት ልዩነት የለም) መጠቀምም ይቻላል። በ PVD ሂደት ውስጥ, የካሜራው ሽፋን እና ከፕላዝማ ጋር የተገናኙት ክፍሎች ወለል ተከማች እና የተሸፈነ ይሆናል. የተከማቸ የፊልም ውፍረት ከገደቡ ሲያልፍ ፊልሙ ይሰነጠቃል እና ይላጣል፣ ይህም የንጥል ችግር ይፈጥራል።
ስለዚህ ይህንን ገደብ ለማራዘም እንደ ሽፋኑ ያሉ ክፍሎች ላይ ላዩን ማከም ዋናው ነገር ነው. የገጽታ የአሸዋ ፍንዳታ እና የአሉሚኒየም ርጭት ሁለቱ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ ዘዴዎች ሲሆኑ ዓላማቸው በፊልም እና በሸፈነው ገጽ መካከል ያለውን ትስስር ለማጠናከር የወለል ንጣፍን ለመጨመር ነው።
3.5 ionization አካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ መሳሪያዎች
በማይክሮኤሌክትሮኒክስ ቴክኖሎጂ ቀጣይነት ያለው እድገት፣ የባህሪይ መጠኖች እያነሱ እና እያነሱ ናቸው። የ PVD ቴክኖሎጂ የንጥቆችን የማስቀመጫ አቅጣጫ መቆጣጠር ስለማይችል የ PVD ከፍተኛ ገጽታ ባላቸው ቀዳዳዎች እና ጠባብ ቻናሎች የመግባት አቅሙ የተገደበ ነው ፣ይህም የተስፋፋው ባህላዊ የ PVD ቴክኖሎጂ አተገባበር የበለጠ ተፈታታኝ ያደርገዋል። በ PVD ሂደት ውስጥ, የፔሩ ጎድ ምጥጥነ ገጽታ ሲጨምር, ከታች ያለው ሽፋን ይቀንሳል, በላይኛው ጥግ ላይ እንደ ኮርኒስ መሰል የተንጠለጠለ መዋቅር ይፈጥራል, እና ከታች ጥግ ላይ በጣም ደካማ ሽፋን ይፈጥራል.
ይህንን ችግር ለመፍታት ionized የአካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂ ተዘጋጅቷል. በመጀመሪያ ከዒላማው የተበተኑትን የብረት አተሞች በተለያየ መንገድ ፕላዝማቲዝ ያደርጋል ከዚያም በቫፈር ላይ የሚጫነውን አድሏዊ ቮልቴጅ በማስተካከል የብረት ionዎችን አቅጣጫ እና ሃይል በመቆጣጠር የተረጋጋ የአቅጣጫ ብረት ion ፍሰት ለማግኘት ቀጭን ፊልም ለማዘጋጀት በዚም ይሻሻላል። በቀዳዳዎች እና ጠባብ ሰርጦች በኩል የከፍተኛ ገጽታ ሬሾ ደረጃዎች የታችኛው ሽፋን።
የ ionized የብረት ፕላዝማ ቴክኖሎጂ የተለመደው ባህሪ በክፍሉ ውስጥ የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ኮይል መጨመር ነው. በሂደቱ ውስጥ የክፍሉ የሥራ ጫና በአንጻራዊነት ከፍተኛ ደረጃ (ከ 5 እስከ 10 ጊዜ ከመደበኛ የሥራ ጫና) ይጠበቃል. በ PVD ጊዜ የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ኮይል ሁለተኛውን የፕላዝማ ክልል ለመፍጠር ጥቅም ላይ ይውላል ፣ በዚህ ጊዜ የአርጎን ፕላዝማ ትኩረት በሬዲዮ ድግግሞሽ ኃይል እና በጋዝ ግፊት ይጨምራል። ከዒላማው የተበተኑት የብረት አተሞች በዚህ ክልል ውስጥ ሲያልፉ ከፍተኛ መጠን ካለው የአርጎን ፕላዝማ ጋር በመገናኘት የብረት ionዎችን ይፈጥራሉ።
የ RF ምንጭን በዋፈር ተሸካሚ (እንደ ኤሌክትሮስታቲክ ቻክ) መተግበር በዋፈር ላይ ያለውን አሉታዊ አድልዎ ወደ ቀዳዳው ግርጌ የብረት አወንታዊ ionዎችን ለመሳብ ያስችላል። ይህ የአቅጣጫ የብረት አዮን ፍሰት ከዋፈር ወለል ጋር ቀጥ ያለ የከፍተኛ ገጽታ ሬሾ ቀዳዳዎች እና ጠባብ ቻናሎች ደረጃ የታችኛው ሽፋንን ያሻሽላል።
በዋፈር ላይ የተተገበረው አሉታዊ አድልኦ እንዲሁ ionዎች የቫፈርን ወለል ላይ እንዲፈነድቁ ያደርጋል (በግልባጭ ስፑትተር) ይህ ደግሞ የተቦረቦረ ግሩቭ አፍ ላይ ያለውን የተንጠለጠለበት መዋቅር ያዳክማል እና ከታች የተቀመጠውን ፊልም ከጉድጓዱ ስር ባሉት የጎን ግድግዳዎች ላይ ይረጫል። ጎድጎድ, በዚህም በማእዘኖች ላይ የእርምጃ ሽፋንን ያሳድጋል.
3.6 የከባቢ አየር ግፊት ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ መሳሪያዎች
የከባቢ አየር ግፊት ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (ኤፒሲቪዲ) መሳሪያዎች የጋዝ ምላሽ ምንጭን በቋሚ ፍጥነት ወደ ከባቢ አየር ግፊት ቅርብ ግፊት ባለው አካባቢ ላይ የጋዝ ምላሽ ምንጭን በቋሚ ፍጥነት የሚረጭ መሳሪያን ያመለክታል። የ substrate ወለል, እና ምላሽ ምርት አንድ ቀጭን ፊልም ለመመስረት substrate ወለል ላይ ተከማችቷል.
የAPCVD መሳሪያዎች በጣም ቀደምት የሲቪዲ መሳሪያዎች ናቸው እና አሁንም በኢንዱስትሪ ምርት እና ሳይንሳዊ ምርምር ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ። የ APCVD መሳሪያዎች እንደ ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን, ፖሊክሪስታሊን ሲሊከን, ሲሊኮን ዳይኦክሳይድ, ዚንክ ኦክሳይድ, ቲታኒየም ዳይኦክሳይድ, ፎስፎሲሊኬት መስታወት እና ቦሮፎስፎሲሊኬት ብርጭቆ የመሳሰሉ ቀጭን ፊልሞችን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ.
3.7 ዝቅተኛ ግፊት የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ መሳሪያዎች
ዝቅተኛ ግፊት ያለው የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (ኤልሲቪዲ) መሳሪያዎች የጋዝ ጥሬ ዕቃዎችን የሚጠቀሙ መሳሪያዎችን በማሞቅ (350-1100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) እና ዝቅተኛ ግፊት (10-100mTorr) አካባቢ በደረቅ ንጣፍ ላይ በኬሚካላዊ ምላሽ ይሰጣሉ. ሬክታተሮች ቀጭን ፊልም ለመመስረት በተቀባው ወለል ላይ ይቀመጣሉ። የኤልፒሲቪዲ መሳሪያዎች በኤፒሲቪዲ መሰረት የተገነቡ የቀጭን ፊልሞችን ጥራት ለማሻሻል, እንደ የፊልም ውፍረት እና የመቋቋም ችሎታ ያሉ የባህሪ መለኪያዎች ስርጭትን ለማሻሻል እና የምርት ቅልጥፍናን ለማሻሻል ነው.
ዋናው ባህሪው ዝቅተኛ ግፊት ባለው የሙቀት መስክ አካባቢ, የሂደቱ ጋዝ በኬሚካላዊ ሁኔታ በ wafer substrate ወለል ላይ ምላሽ ይሰጣል, እና የምላሽ ምርቶች በንጣፉ ላይ ተከማችተው ቀጭን ፊልም ይፈጥራሉ. የኤልፒሲቪዲ መሳሪያዎች ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ስስ ፊልሞችን በማዘጋጀት ረገድ ጥቅሞች አሉት እና እንደ ሲሊኮን ኦክሳይድ, ሲሊኮን ናይትራይድ, ፖሊሲሊኮን, ሲሊከን ካርቦይድ, ጋሊየም ናይትራይድ እና ግራፊን የመሳሰሉ ቀጭን ፊልሞችን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ ይውላሉ.
ከኤፒሲቪዲ ጋር ሲነጻጸር፣ የ LPCVD መሳሪያዎች ዝቅተኛ ግፊት ምላሽ አካባቢ በአስተያየቱ ክፍል ውስጥ ያለውን ጋዝ አማካኝ ነፃ መንገድ እና ስርጭትን ይጨምራል።
በምላሹ ክፍል ውስጥ ያለው ምላሽ ጋዝ እና ተሸካሚ ጋዝ ሞለኪውሎች በአጭር ጊዜ ውስጥ በእኩል መጠን ሊሰራጭ ይችላል ፣ ስለሆነም የፊልም ውፍረት ፣ የተከላካይነት ወጥነት እና የፊልሙ ደረጃ ሽፋንን በእጅጉ ያሻሽላል ፣ እና የምላሽ ጋዝ ፍጆታ እንዲሁ ትንሽ ነው። በተጨማሪም ዝቅተኛ ግፊት ያለው አካባቢ የጋዝ ንጥረ ነገሮችን የማስተላለፊያ ፍጥነትን ያፋጥናል. ከቆሻሻው ውስጥ የተበተኑት ከቆሻሻ እና ምላሽ በ-ምርቶች በፍጥነት ወሰን ንብርብር በኩል ምላሽ ዞን ውጭ ሊወሰድ ይችላል, እና ምላሽ ጋዝ በፍጥነት ምላሽ ለማግኘት substrate ወለል ለመድረስ ድንበር ንብርብር ያልፋል, በዚህም ውጤታማ ራስን doping በማፈን, ማዘጋጀት. ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ፊልሞች ከገደል ሽግግር ዞኖች ጋር ፣ እና እንዲሁም የምርት ውጤታማነትን ያሻሽላሉ።
3.8 የፕላዝማ የተሻሻለ የኬሚካል ትነት ማስቀመጫ መሳሪያዎች
የፕላዝማ የተሻሻለ የኬሚካል ትነት ክምችት (PECVD) በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ tየሂን ፊልም ማስቀመጫ ቴክኖሎጂ. በፕላዝማ ሂደት ውስጥ የጋዝ ቅድመ ሁኔታ በፕላዝማ ተግባር ውስጥ ionized ይደረጋል ፣ አስደሳች ንቁ ቡድኖችን ይመሰርታል ፣ ይህም ወደ ንጣፍ ወለል ላይ ይሰራጫል እና የፊልም እድገትን ለማጠናቀቅ ኬሚካላዊ ምላሽ ይሰጣል።
በፕላዝማ ማመንጨት ድግግሞሽ መሠረት በፔኢሲቪዲ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ፕላዝማ በሁለት ዓይነቶች ይከፈላል-የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ፕላዝማ (RF ፕላዝማ) እና ማይክሮዌቭ ፕላዝማ (ማይክሮዌቭ ፕላዝማ)። በአሁኑ ጊዜ በኢንዱስትሪው ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የሬዲዮ ድግግሞሽ በአጠቃላይ 13.56 ሜኸ ነው.
የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ፕላዝማ መግቢያ አብዛኛውን ጊዜ በሁለት ይከፈላል፡ አቅም ያለው ትስስር (CCP) እና ኢንዳክቲቭ ትስስር (ICP)። የ capacitive ከተጋጠሙትም ዘዴ አብዛኛውን ጊዜ ቀጥተኛ ፕላዝማ ምላሽ ዘዴ ነው; የኢንደክቲቭ ትስስር ዘዴ ቀጥተኛ የፕላዝማ ዘዴ ወይም የርቀት ፕላዝማ ዘዴ ሊሆን ይችላል.
በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ሂደቶች ውስጥ ፣ PECVD ብዙውን ጊዜ ብረቶች ወይም ሌሎች የሙቀት-ተለዋዋጭ አወቃቀሮችን ያካተቱ ጥቃቅን ፊልሞችን ለማምረት ያገለግላል። ለምሳሌ ያህል, የተቀናጀ የወረዳ ውስጥ የኋላ-መጨረሻ ብረት interconnection መስክ ውስጥ, የመሣሪያው ምንጭ, በር እና የፍሳሽ መዋቅሮች በፊት-ፍጻሜ ሂደት ውስጥ የተቋቋመ በመሆኑ, ብረት interconnecting መስክ ውስጥ ቀጭን ፊልሞች እድገት ርዕሰ ጉዳይ ነው. በጣም ጥብቅ ወደሆነ የሙቀት የበጀት ገደቦች, ስለዚህ ብዙውን ጊዜ በፕላዝማ እርዳታ ይጠናቀቃል. የፕላዝማ ሂደት መለኪያዎችን በማስተካከል በፔኢሲቪዲ የሚበቅለውን ውፍረት፣ ኬሚካላዊ ቅንብር፣ የቆሻሻ ይዘት፣ ሜካኒካል ጥንካሬ እና የጭንቀት መለኪያዎች በተወሰነ ክልል ውስጥ ማስተካከል እና ማመቻቸት ይችላሉ።
3.9 የአቶሚክ ንብርብር የማስቀመጫ መሳሪያዎች
የአቶሚክ ንብርብር ማስቀመጫ (ALD) በኳሲ-ሞኖአቶሚክ ንብርብር መልክ በየጊዜው የሚያድግ ቀጭን የፊልም ማስቀመጫ ቴክኖሎጂ ነው። የእሱ ባህሪው የተከማቸ ፊልም ውፍረት የእድገት ዑደቶችን ቁጥር በመቆጣጠር በትክክል ማስተካከል ይቻላል. ከኬሚካላዊው የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (CVD) ሂደት በተለየ፣ በኤኤልዲ ሂደት ውስጥ ያሉት ሁለቱ (ወይም ከዚያ በላይ) ቀዳሚዎች በተለዋዋጭነት በተቀባዩ ወለል ውስጥ ያልፋሉ እና ብርቅዬ ጋዝን በማጽዳት ውጤታማ ናቸው።
ሁለቱ ቀዳሚዎች በጋዝ ደረጃ ላይ ተቀላቅለው በኬሚካላዊ ምላሽ አይገናኙም፣ ነገር ግን በኬሚካላዊው ወለል ላይ ባለው የኬሚካል ማስታወቂያ ብቻ ምላሽ ይሰጣሉ። በእያንዳንዱ የ ALD ዑደት ውስጥ, በንጣፉ ወለል ላይ ያለው የቅድሚያ መጠን ከንቁ ቡድኖች ጥግግት ጋር የተያያዘ ነው. በመሬት ወለል ላይ ያሉ ምላሽ ሰጪ ቡድኖች ሲሟጠጡ፣ ምንም እንኳን ከመጠን በላይ የሆነ ቅድመ-ቅደም ተከተል ቢገባም ፣ የኬሚካል ማስተዋወቅ በመሬቱ ላይ አይከሰትም።
ይህ የምላሽ ሂደት የገጽታ ራስን መገደብ ምላሽ ይባላል። ይህ የሂደት ዘዴ በእያንዳንዱ የ ALD ሂደት ዑደት ውስጥ የበቀለውን ፊልም ውፍረት ቋሚ ያደርገዋል, ስለዚህ የ ALD ሂደት ትክክለኛ ውፍረት ቁጥጥር እና ጥሩ የፊልም ደረጃ ሽፋን ጥቅሞች አሉት.
3.10 ሞለኪውላር ቢም ኤፒታክሲ መሳሪያዎች
ሞለኪውላር ቢም ኤፒታክሲ (MBE) ሲስተም አንድ ወይም ከዚያ በላይ የሙቀት ኃይል አቶሚክ ጨረሮች ወይም ሞለኪውላር ጨረሮች የሚጠቀም የጦፈ substrate ወለል ላይ በተወሰነ ፍጥነት እጅግ በጣም ከፍተኛ vacuum ሁኔታዎች ውስጥ ይረጨዋል, እና substrate ወለል ላይ የሚሰደዱ እና የሚፈልስ ያለውን epitaxial መሣሪያ ያመለክታል. በንጥረቱ ቁሳቁስ ክሪስታል ዘንግ አቅጣጫ ላይ ነጠላ ክሪስታል ቀጭን ፊልሞችን ኤፒታክሲያል ለማሳደግ። በአጠቃላይ ፣ በጄት እቶን የሙቀት መከላከያ ሁኔታ በሚሞቅበት ሁኔታ ፣ የጨረር ምንጭ የአቶሚክ ጨረር ወይም ሞለኪውላዊ ጨረር ይመሰርታል ፣ እና ፊልሙ በንብርብር ንብርብር በክሪስታል ዘንግ አቅጣጫ በንጥረ ነገሮች አቅጣጫ ያድጋል።
ባህሪያቱ ዝቅተኛ የኤፒታክሲያል የእድገት ሙቀት ናቸው, እና ውፍረት, በይነገጽ, የኬሚካላዊ ቅንብር እና የንጽሕና ትኩረት በአቶሚክ ደረጃ በትክክል መቆጣጠር ይቻላል. ምንም እንኳን MBE ከሴሚኮንዳክተር እጅግ በጣም ቀጭን ነጠላ ክሪስታል ፊልሞችን በማዘጋጀት የተገኘ ቢሆንም ፣ አፕሊኬሽኑ አሁን ወደ ተለያዩ የቁሳቁስ ስርዓቶች እንደ ብረቶች እና የኢንሱሌሽን ዳይኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ተዘርግቷል እና III-V ፣ II-VI ፣ silicon ፣ silicon germanium (SiGe) ማዘጋጀት ይችላል። ), ግራፊን, ኦክሳይዶች እና ኦርጋኒክ ፊልሞች.
የሞለኪውላር ጨረር ኤፒታክሲ (MBE) ስርዓት በዋናነት እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የቫኩም ሲስተም፣ የሞለኪውላር ጨረር ምንጭ፣ የንዑስ ፕላስተር መጠገኛ እና ማሞቂያ ስርዓት፣ የናሙና ማስተላለፊያ ስርዓት፣ በቦታው ውስጥ ያለ የክትትል ስርዓት፣ የቁጥጥር ስርዓት እና የሙከራ ስርዓት ነው። ስርዓት.
የቫኩም ሲስተም የቫኩም ፓምፖች (ሜካኒካል ፓምፖች፣ ሞለኪውላዊ ፓምፖች፣ ion ፓምፖች እና ኮንደንስሽን ፓምፖች ወዘተ) እና ልዩ ልዩ ቫልቮች ያካትታል ይህም እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የቫኩም እድገት አካባቢ ይፈጥራል። በአጠቃላይ ሊደረስበት የሚችለው የቫኩም ዲግሪ ከ10-8 እስከ 10-11 ቶር ነው። የቫኩም ሲስተም በዋነኛነት ሶስት የቫኩም የስራ ክፍሎች ያሉት ሲሆን እነሱም የናሙና መርፌ ክፍል ፣የቅድመ-ህክምና እና የገጽታ ትንተና ክፍል እና የእድገት ክፍል።
የናሙና መርፌ ክፍል ሌሎች ክፍሎች ከፍተኛ ቫክዩም ሁኔታዎች ለማረጋገጥ ወደ ውጭው ዓለም ናሙናዎችን ለማስተላለፍ ጥቅም ላይ ይውላል; የቅድመ-ህክምና እና የገጽታ ትንተና ክፍል የናሙና መርፌ ክፍሉን እና የእድገት ክፍሉን ያገናኛል ፣ እና ዋና ተግባሩ ናሙናውን ቀድመው ማካሄድ (ከፍተኛ የሙቀት መጠንን ማስወገድ የንጥረቱን ወለል ሙሉ ንፅህናን ለማረጋገጥ) እና በቅድመ-ገጽታ ትንተና ላይ ቅድመ-ምርመራ ማድረግ ነው ። የተጣራ ናሙና; የእድገት ክፍሉ የ MBE ስርዓት ዋና አካል ነው ፣ በዋነኝነት ከምንጩ እቶን እና ተጓዳኝ የመዝጊያ ስብሰባ ፣ የናሙና መቆጣጠሪያ ኮንሶል ፣ የማቀዝቀዝ ስርዓት ፣ ነጸብራቅ ከፍተኛ ኢነርጂ ኤሌክትሮን ስርጭት (RHEED) እና በቦታው ውስጥ የክትትል ስርዓት። . አንዳንድ የማምረቻ MBE መሳሪያዎች ብዙ የእድገት ክፍል ውቅሮች አሏቸው። የMBE መሣሪያዎች መዋቅር ንድፍ ንድፍ ከዚህ በታች ይታያል።
የሲሊኮን ማቴሪያል MBE ከፍተኛ-ንፅህና ሲልከንን እንደ ጥሬ እቃ ይጠቀማል፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የቫኩም (10-10～10-11Torr) ሁኔታዎች ያድጋል፣ እና የእድገት ሙቀት 600～900℃ ነው፣ በጋ (P-type) እና Sb ( N-type) እንደ ዶፒንግ ምንጮች. እንደ P፣ As እና B ያሉ በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ የዶፒንግ ምንጮች እንደ ጨረር ምንጮች እምብዛም አያገለግሉም ምክንያቱም ለማትነን አስቸጋሪ ናቸው።
የMBE ምላሽ ክፍል እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የቫኩም አካባቢ አለው፣ይህም አማካኝ የነጻ የሞለኪውሎች መንገድን የሚጨምር እና በማደግ ላይ ባለው ቁሳቁስ ላይ ብክለትን እና ኦክሳይድን ይቀንሳል። የተዘጋጀው ኤፒታክሲያል ቁሳቁስ ጥሩ የገጽታ ቅርፅ እና ተመሳሳይነት ያለው ሲሆን የተለያዩ የዶፒንግ ወይም የተለያዩ የቁስ አካላት ያሉት ባለ ብዙ ሽፋን መዋቅር ሊሠራ ይችላል።
MBE ቴክኖሎጂ እጅግ በጣም ቀጭን የሆነ የአቶሚክ ንብርብር ውፍረት ያለው ተደጋጋሚ እድገትን ያስገኛል፣ እና በ epitaxial layers መካከል ያለው ግንኙነት ቁልቁል ነው። የ III-V ሴሚኮንዳክተሮችን እና ሌሎች ባለብዙ-ክፍል ሄትሮጅን ቁሳቁሶችን እድገትን ያበረታታል. በአሁኑ ጊዜ, MBE ስርዓት ማይክሮዌቭ መሣሪያዎች እና optoelectronic መሣሪያዎች አዲስ ትውልድ ለማምረት የላቀ ሂደት መሣሪያዎች ሆኗል. የMBE ቴክኖሎጂ ጉዳቶቹ ቀርፋፋ የፊልም እድገት ፍጥነት፣ ከፍተኛ የቫኩም መስፈርቶች እና ከፍተኛ የመሳሪያ እና የመሳሪያ አጠቃቀም ወጪዎች ናቸው።
3.11 የእንፋሎት ደረጃ ኤፒታክሲ ሲስተም
የ vapor phase epitaxy (VPE) ሲስተም የጋዝ ውህዶችን ወደ ንኡስ ክፍል የሚያጓጉዝ እና አንድ ነጠላ ክሪስታል ቁስ ሽፋን በኬሚካላዊ ምላሾች አማካኝነት ከስር መሰረቱ ጋር ተመሳሳይ የሆነ የፍርግርግ አቀማመጥ ያለው ኤፒታክሲያል የእድገት መሳሪያን ያመለክታል። የ epitaxial ንብርብር ሆሞኢፒታክሲያል ንብርብር (Si / Si) ወይም heteroepitaxial ንብርብር (SiGe / Si, SiC / Si, GaN / Al2O3, ወዘተ) ሊሆን ይችላል. በአሁኑ ጊዜ የ VPE ቴክኖሎጂ በ nanomaterial ዝግጅት, በሃይል መሳሪያዎች, በሴሚኮንዳክተር ኦፕቶኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች, በፀሃይ ፎቶቮልቴክስ እና በተቀናጁ ወረዳዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል.
የተለመደው VPE የከባቢ አየር ግፊት ኤፒታክሲ እና የግፊት ኤፒታክሲን መቀነስ፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ የቫኩም ኬሚካላዊ የእንፋሎት ክምችት፣ የብረት ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ወዘተ ያካትታል። የግፊት ቁጥጥር እና መረጋጋት, ቅንጣት እና ጉድለት ቁጥጥር, ወዘተ.
በአሁኑ ጊዜ የዋና ዋና የንግድ VPE ስርዓቶች የእድገት አቅጣጫ ትልቅ የዋፈር ጭነት ፣ ሙሉ በሙሉ በራስ-ሰር ቁጥጥር እና የሙቀት እና የእድገት ሂደትን በእውነተኛ ጊዜ መከታተል ነው። የ VPE ስርዓቶች ሶስት አወቃቀሮች አሏቸው: ቋሚ, አግድም እና ሲሊንደሪክ. የማሞቂያ ዘዴዎች የመቋቋም ማሞቂያ, ከፍተኛ-ድግግሞሽ ኢንዳክሽን ማሞቂያ እና የኢንፍራሬድ ጨረሮች ማሞቂያ ያካትታሉ.
በአሁኑ ጊዜ የ VPE ስርዓቶች በአብዛኛው አግድም የዲስክ አወቃቀሮችን ይጠቀማሉ, እነዚህም የኤፒታክሲያል ፊልም እድገት እና ትልቅ የቫፈር ጭነት ጥሩ ተመሳሳይነት ያላቸው ባህሪያት አላቸው. የ VPE ስርዓቶች ብዙውን ጊዜ አራት ክፍሎችን ያቀፈ ነው-ሪአክተር ፣ የማሞቂያ ስርዓት ፣ የጋዝ መንገድ ስርዓት እና የቁጥጥር ስርዓት። የ GaAs እና GaN ኤፒታክሲያል ፊልሞች የእድገት ጊዜ በአንጻራዊነት ረዥም ስለሆነ, የኢንደክሽን ማሞቂያ እና የመቋቋም ማሞቂያዎች በአብዛኛው ጥቅም ላይ ይውላሉ. በሲሊኮን VPE ውስጥ, ወፍራም ኤፒታክሲያል ፊልም እድገት በአብዛኛው ኢንዳክሽን ማሞቂያ ይጠቀማል; ቀጭን ኤፒታክሲያል ፊልም እድገት በአብዛኛው የኢንፍራሬድ ማሞቂያን በመጠቀም ፈጣን የሙቀት መጨመር/መውደቅን አላማ ለማሳካት ነው።
3.12 ፈሳሽ ደረጃ ኤፒታክሲ ሲስተም
Liquid Phase Epitaxy (LPE) ሲስተም የሚበቅሉትን ንጥረ ነገሮች (እንደ ሲ፣ ጋ፣ አስ፣ አል፣ ወዘተ) እና ዶፓንትን (እንደ ዜንን፣ ቴ፣ ኤስን፣ ወዘተ) በ ሀ ውስጥ የሚሟሟትን የኤፒታክሲያል ማደግ መሳሪያን ያመለክታል። ብረት ዝቅተኛ የማቅለጫ ነጥብ ያለው (እንደ ጋ፣ ኢን፣ ወዘተ)፣ ስለዚህ ሶሉቱ በሟሟ ውስጥ እንዲሞላ ወይም እንዲተካ እና ከዚያም ነጠላ ክሪስታል ንጣፍ ይገናኛል። ከመፍትሔው ጋር, እና ሶሉቱ ቀስ በቀስ በማቀዝቀዝ ከሟሟው ውስጥ ይንጠባጠባል, እና እንደ ክሪስታል መዋቅር እና የላቲስ ቋሚነት ያለው ክሪስታል ንጥረ ነገር በንጣፉ ወለል ላይ ይበቅላል.
የኤልፒኢ ዘዴ የቀረበው በኔልሰን እና ሌሎች ነው። እ.ኤ.አ. በ 1963 የሲ ስስ ፊልሞችን እና ነጠላ ክሪስታል ቁሳቁሶችን እንዲሁም ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶችን እንደ III-IV ቡድኖች እና የሜርኩሪ ካድሚየም ቴልራይድ ለማምረት ያገለግላል ። .
—————————————————————————————————————————————————— ———————————-
ሴሚሴራ ማቅረብ ይችላል።ግራፋይት ክፍሎች, ለስላሳ / ግትር ስሜት, የሲሊኮን ካርቦይድ ክፍሎች, ሲቪዲ የሲሊኮን ካርቦይድ ክፍሎች, እናSiC/TaC የተሸፈኑ ክፍሎችበ 30 ቀናት ውስጥ.
ከላይ ባሉት ሴሚኮንዳክተሮች ምርቶች ላይ ፍላጎት ካሎት,እባክዎን ለመጀመሪያ ጊዜ እኛን ለማነጋገር አያመንቱ.
ስልክ፡ +86-13373889683
WhatsApp: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
የልጥፍ ሰዓት፡- ኦገስት-31-2024