Akopọ Apejuwe ti Awọn ilana Isọsọ Fiimu Tinrin: MOCVD, Magnetron Sputtering, ati PECVD

Ninu iṣelọpọ semikondokito, lakoko ti fọtolithography ati etching jẹ awọn ilana ti a mẹnuba nigbagbogbo, epitaxial tabi awọn ilana ifisilẹ fiimu tinrin jẹ pataki bakanna. Nkan yii ṣafihan ọpọlọpọ awọn ọna ifisilẹ fiimu tinrin ti o wọpọ ti a lo ninu iṣelọpọ chirún, pẹluMOCVD, magnetron sputtering, atiPECVD.

Kini idi ti Awọn ilana Fiimu Tinrin Ṣe pataki ni Ṣiṣẹpọ Chip?

Láti ṣàkàwé, fojú inú wo búrẹ́dì pẹ́ẹ́pẹ̀ẹ̀pẹ́ tí wọ́n yan. Lori awọn oniwe-ara, o le lenu Bìlísì. Bibẹẹkọ, nipa fifọ dada pẹlu oriṣiriṣi awọn obe-gẹgẹbi lẹẹ ẹwa didan tabi omi ṣuga oyinbo malt didùn—o le yi adun rẹ pada patapata. Awọn aṣọ ti o mu adun wọnyi jẹ iru sitinrin fiimuni semikondokito lakọkọ, nigba ti flatbread ara duro awọnsobusitireti.

Ninu iṣelọpọ chirún, awọn fiimu tinrin ṣe iranṣẹ awọn ipa iṣẹ lọpọlọpọ — idabobo, adaṣe, passivation, gbigba ina, ati bẹbẹ lọ - ati pe iṣẹ kọọkan nilo ilana ifisilẹ kan pato.

1. Irin-Organic Kemikali Vapor Deposition (MOCVD)

MOCVD jẹ ilọsiwaju ti o ga julọ ati ilana kongẹ ti a lo fun fifisilẹ ti awọn fiimu tinrin semikondokito ti o ni agbara giga ati awọn ẹya ara ẹrọ nanostructures. O ṣe ipa pataki ninu iṣelọpọ awọn ẹrọ bii Awọn LED, awọn lasers, ati ẹrọ itanna agbara.

Awọn paati bọtini ti Eto MOCVD kan:

• Gaasi Ifijiṣẹ System
  Lodidi fun awọn kongẹ ifihan ti reactants sinu lenu iyẹwu. Eyi pẹlu iṣakoso sisan ti:

• Awọn gaasi ti ngbe

• Irin-Organic awasiwaju

• Awọn gaasi Hydride
  Eto naa ṣe ẹya awọn falifu ọna pupọ fun yi pada laarin idagbasoke ati awọn ipo mimọ.

• Iyẹwu ifaseyin
  Okan ti eto nibiti idagbasoke ohun elo gangan waye. Awọn eroja pẹlu:

  • Oludamọ ayaworan (dimu sobusitireti)

  • Awọn sensọ igbona ati iwọn otutu

  • Awọn ibudo opitika fun ibojuwo inu-ile

  • Robotik apá fun aládàáṣiṣẹ wafer ikojọpọ / unloading

• Growth Iṣakoso System
  Ni ti awọn olutona kannaa siseto ati kọnputa agbalejo. Iwọnyi ṣe idaniloju ibojuwo kongẹ ati atunwi jakejado ilana ifisilẹ.

• Abojuto inu-ile
  Awọn irin-iṣẹ bii awọn pyrometers ati awọn iwọn irisi:

  • Fiimu sisanra

  • Oju iwọn otutu

  • ìsépo sobusitireti
    Awọn wọnyi jeki esi gidi-akoko ati tolesese.

• Eefi Itọju System
  Toju majele ti byproducts lilo gbona jijẹ tabi kemikali catalysis lati rii daju ailewu ati ayika ibamu.

Iṣeto-iṣọpọ-Nipapọ Showerhead (CCS) Iṣeto:

Ni inaro MOCVD reactors, awọn CCS oniru faye gba awọn gaasi lati wa ni iṣọkan itasi nipasẹ alternating nozzles ni a showerhead be. Eyi dinku awọn aati ti tọjọ ati mu idapọ aṣọ pọ si.

• Awọnyiyi lẹẹdi susceptorsiwaju iranlọwọ homogenize awọn ala Layer ti ategun, imudarasi film uniformity kọja awọn wafer.

2. Magnetron sputtering

Titọka Magnetron jẹ ọna ifisilẹ oru ti ara (PVD) ti a lo jakejado fun fifipamọ awọn fiimu tinrin ati awọn aṣọ, ni pataki ni ẹrọ itanna, awọn opiki, ati awọn ohun elo amọ.

Ilana Ṣiṣẹ:

1. Ohun elo afojusun
   Awọn ohun elo orisun lati wa ni ipamọ-irin, oxide, nitride, ati bẹbẹ lọ-ti wa ni ipilẹ lori cathode.

2. Igbale Iyẹwu
   Ilana naa ni a ṣe labẹ igbale giga lati yago fun idoti.

3. Plasma Iran
   Gaasi inert, deede argon, jẹ ionized lati ṣe pilasima.

4. Ohun elo aaye Oofa
   Aaye oofa kan di awọn elekitironi nitosi ibi-afẹde lati jẹki iṣiṣẹ ionization.

5. Sputtering Ilana
   Ions bombard ibi-afẹde naa, awọn ọta yiyọ kuro ti o rin irin-ajo nipasẹ iyẹwu ti o fi silẹ sori sobusitireti.

Awọn anfani ti Magnetron Sputtering:

• Aṣọ Film Depositionkọja awọn agbegbe nla.

• Agbara lati idogo eka agbo, pẹlu alloys ati awọn ohun elo amọ.

• Tunable Ilana paramitafun iṣakoso kongẹ ti sisanra, akopọ, ati microstructure.

• Didara Fiimu gigapẹlu lagbara alemora ati darí agbara.

• Ibamu Ohun elo gbooro, lati awọn irin si awọn oxides ati nitrides.

• Isẹ otutu-kekere, o dara fun awọn sobusitireti ti o ni iwọn otutu.

3. Imudara Ooru Kemikali ti Plasma (PECVD)

PECVD jẹ lilo pupọ fun sisọ awọn fiimu tinrin bii silikoni nitride (SiNx), silicon dioxide (SiO₂), ati silikoni amorphous.

Ilana:

Ninu eto PECVD, awọn gaasi iṣaju ni a ṣe sinu iyẹwu igbale nibiti apilasima itujade imọlẹti ipilẹṣẹ nipa lilo:

• RF simi

• DC ga foliteji

• Makirowefu tabi awọn orisun pulsed

Pilasima naa mu awọn aati gaasi-fase ṣiṣẹ, ti o ṣẹda ẹda ifaseyin ti o fi silẹ lori sobusitireti lati ṣe fiimu tinrin.

Awọn Igbesẹ Ifipamọ:

1. Pilasima Ibiyi
   Idunnu nipasẹ awọn aaye itanna, awọn gaasi iṣaju ionize lati ṣe awọn ipilẹṣẹ ifaseyin ati awọn ions.

2. Ifesi ati Transport
   Awọn eya wọnyi faragba awọn aati keji bi wọn ṣe nlọ si ọna sobusitireti.

3. Dada lenu
   Nigbati wọn ba de sobusitireti, wọn adsorb, fesi, ati ṣe fiimu ti o lagbara. Diẹ ninu awọn ọja-ọja ti wa ni idasilẹ bi awọn gaasi.

Awọn anfani PECVD:

• O tayọ Uniformityni fiimu tiwqn ati sisanra.

• Adhesion ti o lagbaraani ni jo kekere iwadi oro awọn iwọn otutu.

• Awọn oṣuwọn Ifipamọ giga, ṣiṣe awọn ti o dara fun ise-asekale gbóògì.

4. Tinrin Film iwa imuposi

Imọye awọn ohun-ini ti awọn fiimu tinrin jẹ pataki fun iṣakoso didara. Awọn ilana ti o wọpọ pẹlu:

(1) Diffraction X-ray (XRD)

• Idi: Ṣe itupalẹ awọn ẹya kristali, awọn iduro lattice, ati awọn iṣalaye.

• Ilana: Da lori Ofin Bragg, ṣe iwọn bi awọn egungun X-ray ṣe yato nipasẹ ohun elo kirisita kan.

• Awọn ohun elo: Crystallography, itupalẹ alakoso, wiwọn igara, ati igbelewọn fiimu tinrin.

(2) Ayẹwo Electron Maikirosikopu (SEM)

• Idi: Kiyesi dada mofoloji ati microstructure.

• Ilana: Nlo elekitironi tan ina lati ṣayẹwo dada ayẹwo. Awọn ifihan agbara ti a rii (fun apẹẹrẹ, Atẹle ati awọn elekitironi ti a tuka) ṣe afihan awọn alaye oju-aye.

• Awọn ohun elo: Imọ ohun elo, nanotech, isedale, ati itupalẹ ikuna.

(3) Agbofinro Atomic Force Maikirosikopu (AFM)

• Idi: Awọn oju aworan ni atomiki tabi ipinnu nanometer.

• Ilana: Ayẹwo didasilẹ n ṣayẹwo oju oju lakoko mimu agbara ibaraenisepo nigbagbogbo; inaro nipo ina kan 3D topography.

• Awọn ohun elo: Nanostructure iwadi, dada roughness wiwọn, biomolecular-ẹrọ.