1. Introduzzjoni
Il-proċess ta 'twaħħil ta' sustanzi (materja prima) mal-wiċċ tal-materjali tas-sottostrat b'metodi fiżiċi jew kimiċi jissejjaħ tkabbir ta 'film irqiq.
Skont prinċipji ta 'ħidma differenti, id-depożizzjoni ta' film irqiq ta 'ċirkwit integrat tista' tinqasam fi:
-Depożizzjoni Fiżika tal-Fwar (PVD);
-Depożizzjoni Kimika tal-Fwar (CVD);
-Estensjoni.
2. Proċess ta 'Tkabbir ta' Film Irqiq
2.1 Depożizzjoni fiżika tal-fwar u proċess ta 'sputtering
Il-proċess ta 'depożizzjoni fiżika tal-fwar (PVD) jirreferi għall-użu ta' metodi fiżiċi bħal evaporazzjoni bil-vakwu, sputtering, kisi tal-plażma u epitassi tar-raġġ molekulari biex jiffurmaw film irqiq fuq il-wiċċ ta 'wejfer.
Fl-industrija VLSI, l-aktar teknoloġija PVD użata hija sputtering, li tintuża prinċipalment għal elettrodi u interkonnessjonijiet tal-metall ta 'ċirkwiti integrati. Sputtering huwa proċess li fih gassijiet rari [bħal argon (Ar)] huma jonizzati f'joni (bħal Ar +) taħt l-azzjoni ta 'kamp elettriku estern taħt kundizzjonijiet ta' vakwu għoli, u jibbumbardjaw is-sors fil-mira tal-materjal taħt ambjent ta 'vultaġġ għoli, iħabbtu l-atomi jew il-molekuli tal-materjal fil-mira, u mbagħad jaslu fil-wiċċ tal-wejfer biex jiffurmaw film irqiq wara proċess ta 'titjira mingħajr ħabta. Ar għandu proprjetajiet kimiċi stabbli, u l-joni tiegħu mhux se jirreaġixxu kimikament mal-materjal fil-mira u l-film. Hekk kif iċ-ċipep taċ-ċirkwit integrat jidħol fl-era ta 'interkonnessjoni tar-ram ta' 0.13μm, is-saff tal-materjal tal-barriera tar-ram juża film tan-nitrur tat-titanju (TiN) jew tan-nitrur tat-tantalu (TaN). Id-domanda għat-teknoloġija industrijali ppromwoviet ir-riċerka u l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-sputtering tar-reazzjoni kimika, jiġifieri, fil-kamra tal-sputtering, minbarra l-Ar, hemm ukoll nitroġenu tal-gass reattiv (N2), sabiex it-Ti jew Ta bbumbardjati mill- il-materjal fil-mira Ti jew Ta jirreaġixxi ma 'N2 biex jiġġenera l-film TiN jew TaN meħtieġ.
Hemm tliet metodi ta 'sputtering użati b'mod komuni, jiġifieri sputtering DC, sputtering RF u sputtering magnetron. Hekk kif l-integrazzjoni ta 'ċirkwiti integrati qed tkompli tiżdied, in-numru ta' saffi ta 'wajers tal-metall b'ħafna saffi qed jiżdied, u l-applikazzjoni tat-teknoloġija PVD qed issir aktar u aktar estensiva. Materjali PVD jinkludu Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, eċċ.
Il-proċessi ta 'PVD u sputtering ġeneralment jitlestew f'kamra ta' reazzjoni ssiġillata ħafna bi grad ta 'vakwu ta' 1 × 10-7 sa 9 × 10-9 Torr, li jista 'jiżgura l-purità tal-gass waqt ir-reazzjoni; fl-istess ħin, vultaġġ għoli estern huwa meħtieġ biex jonizza l-gass rari biex jiġġenera vultaġġ għoli biżżejjed biex jibbumbardja l-mira. Il-parametri ewlenin għall-evalwazzjoni tal-PVD u l-proċessi ta 'sputtering jinkludu l-ammont ta' trab, kif ukoll il-valur tar-reżistenza, l-uniformità, il-ħxuna tar-riflettività u l-istress tal-film iffurmat.
2.2 Depożizzjoni Kimika tal-Fwar u Proċess ta' Sputtering
Id-depożizzjoni tal-fwar kimiku (CVD) tirreferi għal teknoloġija tal-proċess li fiha varjetà ta 'reaġenti gassużi bi pressjonijiet parzjali differenti jirreaġixxu kimikament f'ċerta temperatura u pressjoni, u s-sustanzi solidi ġenerati huma depożitati fuq il-wiċċ tal-materjal tas-sottostrat biex jiksbu l-irqiq mixtieq. film. Fil-proċess tal-manifattura taċ-ċirkwit integrat tradizzjonali, il-materjali tal-film irqiq miksuba huma ġeneralment komposti bħal ossidi, nitruri, karburi, jew materjali bħal silikon polikristallin u silikon amorfu. It-tkabbir epitassjali selettiv, li jintuża aktar komunement wara n-nodu 45nm, bħal sors u drain SiGe jew tkabbir epitassjali selettiv Si, huwa wkoll teknoloġija CVD.
Din it-teknoloġija tista 'tkompli tifforma materjali ta' kristall wieħed ta 'l-istess tip jew simili għall-kannizzata oriġinali fuq sottostrat ta' kristall wieħed ta 'silikon jew materjali oħra tul il-kannizzata oriġinali. CVD huwa użat ħafna fit-tkabbir ta 'films dielettriċi iżolanti (bħal SiO2, Si3N4 u SiON, eċċ.) u films tal-metall (bħal tungstenu, eċċ.).
Ġeneralment, skont il-klassifikazzjoni tal-pressjoni, CVD jista 'jinqasam f'depożizzjoni ta' fwar kimiku ta 'pressjoni atmosferika (APCVD), depożizzjoni ta' fwar kimiku ta 'pressjoni sub-atmosfera (SAPCVD) u depożizzjoni ta' fwar kimiku ta 'pressjoni baxxa (LPCVD).
Skont il-klassifikazzjoni tat-temperatura, is-CVD jista 'jinqasam f'depożizzjoni ta' fwar kimiku tal-film tal-ossidu b'temperatura għolja/temperatura baxxa (HTO/LTO CVD) u depożizzjoni rapida tal-fwar kimiku termali (CVD Termali Rapidu, RTCVD);
Skont is-sors tar-reazzjoni, is-CVD jista 'jinqasam f'CVD ibbażat fuq silan, CVD ibbażat fuq il-poliester (CVD ibbażat fuq TEOS) u depożizzjoni ta' fwar kimiku organiku tal-metall (MOCVD);
Skont il-klassifikazzjoni tal-enerġija, is-CVD jista 'jinqasam f'depożizzjoni tal-fwar kimiku termali (CVD Termali), depożizzjoni tal-fwar kimiku msaħħa fil-plażma (CVD imsaħħaħ tal-Plasma, PECVD) u depożizzjoni tal-fwar kimiku tal-plażma ta' densità għolja (CVD tal-Plasma ta 'Densità Għolja, HDPCVD). Riċentement, ġiet żviluppata wkoll depożizzjoni tal-fwar kimiku li jista 'jinxtered (Flowable CVD, FCVD) b'kapaċità eċċellenti ta' mili tal-vojt.
Films differenti mkabbra b'CVD għandhom proprjetajiet differenti (bħal kompożizzjoni kimika, kostanti dielettrika, tensjoni, stress u vultaġġ ta 'tqassim) u jistgħu jintużaw separatament skont rekwiżiti ta' proċess differenti (bħal temperatura, kopertura tal-pass, rekwiżiti tal-mili, eċċ.).
2.3 Proċess ta 'depożizzjoni ta' saff atomiku
Depożizzjoni ta 'saff atomiku (ALD) tirreferi għad-depożizzjoni ta' atomi saff b'saff fuq materjal sottostrat billi tikber saff wieħed ta 'film atomiku b'saff. ALD tipiku jadotta l-metodu ta 'dħul ta' prekursuri gassużi fir-reattur b'mod li jalterna b'impulsi.
Pereżempju, l-ewwel, il-prekursur tar-reazzjoni 1 jiġi introdott fil-wiċċ tas-sottostrat, u wara adsorbiment kimiku, saff atomiku wieħed jiġi ffurmat fuq il-wiċċ tas-sottostrat; imbagħad il-prekursur 1 li jibqa' fuq il-wiċċ tas-sottostrat u fil-kamra tar-reazzjoni jiġi ppumpjat minn pompa ta' l-arja; imbagħad il-prekursur tar-reazzjoni 2 jiġi introdott fil-wiċċ tas-sottostrat, u jirreaġixxi kimikament mal-prekursur 1 adsorbit fuq il-wiċċ tas-sottostrat biex jiġġenera l-materjal tal-film irqiq korrispondenti u l-prodotti sekondarji korrispondenti fuq il-wiċċ tas-sottostrat; meta l-prekursur 1 jirreaġixxi kompletament, ir-reazzjoni tintemm awtomatikament, li hija l-karatteristika li tillimita lilha nnifisha ta 'ALD, u mbagħad ir-reaġenti u l-prodotti sekondarji li jifdal jiġu estratti biex jippreparaw għall-istadju li jmiss ta' tkabbir; billi tirrepeti l-proċess ta 'hawn fuq kontinwament, tista' tinkiseb id-depożizzjoni ta 'materjali ta' film irqiq imkabbra saff b'saff b'atomi singoli.
Kemm ALD kif ukoll CVD huma modi kif jintroduċu sors ta 'reazzjoni kimika gassuża biex jirreaġixxu kimikament fuq il-wiċċ tas-sottostrat, iżda d-differenza hija li s-sors ta' reazzjoni gassuża ta 'CVD m'għandux il-karatteristika ta' tkabbir li jillimita waħdu. Wieħed jista 'jara li ċ-ċavetta għall-iżvilupp tat-teknoloġija ALD hija li jinstabu prekursuri bi proprjetajiet ta' reazzjoni li jillimitaw lilhom infushom.
2.4 Proċess Epitassjali
Il-proċess epitassjali jirreferi għall-proċess tat-tkabbir ta 'saff ta' kristall wieħed kompletament ordnat fuq sottostrat. B'mod ġenerali, il-proċess epitassjali huwa li jikber saff tal-kristall bl-istess orjentazzjoni tal-kannizzata bħas-sottostrat oriġinali fuq substrat tal-kristall wieħed. Proċess epitassjali huwa użat ħafna fil-manifattura tas-semikondutturi, bħal wejfers tas-silikon epitassjali fl-industrija taċ-ċirkwit integrat, sors inkorporat u drain tkabbir epitassjali ta 'transisters MOS, tkabbir epitassjali fuq sottostrati LED, eċċ.
Skont l-istati tal-fażi differenti tas-sors tat-tkabbir, il-metodi tat-tkabbir epitassjali jistgħu jinqasmu f'epitassija tal-fażi solida, epitassi tal-fażi likwida u epitassi tal-fażi tal-fwar. Fil-manifattura ta 'ċirkwiti integrati, il-metodi epitassjali użati b'mod komuni huma epitassi tal-fażi solida u epitassija tal-fażi tal-fwar.
Epitassija tal-fażi solida: tirreferi għat-tkabbir ta 'saff ta' kristall wieħed fuq sottostrat bl-użu ta 'sors solidu. Per eżempju, ittemprar termali wara l-impjantazzjoni tal-jone huwa fil-fatt proċess ta 'epitassija f'fażi solida. Matul l-impjantazzjoni tal-jone, l-atomi tas-silikon tal-wejfer tas-silikon huma bbumbardjati minn jonji impjantati b'enerġija għolja, li jħallu l-pożizzjonijiet oriġinali tagħhom tal-kannizzata u jsiru amorfu, u jiffurmaw saff tas-silikon amorfu tal-wiċċ. Wara ttemprar termali f'temperatura għolja, l-atomi amorfu jerġgħu lura għall-pożizzjonijiet tal-kannizzata tagħhom u jibqgħu konsistenti mal-orjentazzjoni tal-kristall atomiku ġewwa s-sottostrat.
Il-metodi ta 'tkabbir tal-epitassija tal-fażi tal-fwar jinkludu epitassija tal-fażi tal-fwar kimiku, epitassija tar-raġġ molekulari, epitassija ta' saff atomiku, eċċ Fil-manifattura ta 'ċirkwiti integrati, epitassija tal-fażi tal-fwar kimika hija l-aktar użata komunement. Il-prinċipju tal-epitassija tal-fażi tal-fwar kimiku huwa bażikament l-istess bħal dak tad-depożizzjoni tal-fwar kimiku. It-tnejn huma proċessi li jiddepożitaw films irqaq billi jirreaġixxu kimikament fuq il-wiċċ tal-wejfers wara t-taħlit tal-gass.
Id-differenza hija li minħabba li l-epitassija tal-fażi tal-fwar kimiku tikber saff wieħed tal-kristall, għandha rekwiżiti ogħla għall-kontenut ta 'impurità fit-tagħmir u l-indafa tal-wiċċ tal-wejfer. Il-proċess tas-silikon epitassjali tal-fażi bikrija tal-fwar kimiku jeħtieġ li jitwettaq taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja (akbar minn 1000 ° C). Bit-titjib tat-tagħmir tal-proċess, speċjalment l-adozzjoni tat-teknoloġija tal-kamra tal-iskambju tal-vakwu, l-indafa tal-kavità tat-tagħmir u l-wiċċ tal-wejfer tas-silikon tjiebu ħafna, u l-epitassija tas-silikon tista 'titwettaq f'temperatura aktar baxxa (600-700 ° C). Il-proċess tal-wejfer tas-silikon epitassjali huwa li jikber saff ta 'silikon kristall wieħed fuq il-wiċċ tal-wejfer tas-silikon.
Meta mqabbel mas-sottostrat oriġinali tas-silikon, is-saff tas-silikon epitassjali għandu purità ogħla u inqas difetti tal-kannizzata, u b'hekk itejjeb ir-rendiment tal-manifattura tas-semikondutturi. Barra minn hekk, il-ħxuna tat-tkabbir u l-konċentrazzjoni tad-doping tas-saff tas-silikon epitassjali mkabbar fuq il-wejfer tas-silikon jistgħu jiġu ddisinjati b'mod flessibbli, li ġġib flessibilità għad-disinn tal-apparat, bħat-tnaqqis tar-reżistenza tas-sottostrat u t-titjib tal-iżolament tas-sottostrat. Il-proċess epitassjali tas-sors-drain inkorporat huwa teknoloġija użata ħafna fin-nodi tat-teknoloġija loġika avvanzata.
Jirreferi għall-proċess tat-tkabbir epitassjali tas-silikon jew tas-silikon tal-ġermanju drogat fir-reġjuni tas-sors u tad-drenaġġ tat-transistors MOS. Il-vantaġġi ewlenin tal-introduzzjoni tal-proċess epitassjali tas-sors-drain inkorporat jinkludu: it-tkabbir ta 'saff psewdokristallin li fih stress minħabba l-adattament tal-kannizzata, it-titjib tal-mobilità tat-trasportatur tal-kanal; doping in-situ tas-sors u l-fossa jista 'jnaqqas ir-reżistenza parassitika tal-junction sors-drain u jnaqqas id-difetti ta' impjantazzjoni ta 'jone ta' enerġija għolja.
3. tagħmir tat-tkabbir tal-film irqiq
3.1 Tagħmir għall-evaporazzjoni bil-vakwu
L-evaporazzjoni bil-vakwu hija metodu ta 'kisi li jsaħħan materjali solidi f'kamra tal-vakwu biex iġġiegħelhom jevaporaw, jivvaporaw jew jissublimaw, u mbagħad jikkondensaw u jiddepożitaw fuq il-wiċċ ta' materjal sottostrat f'ċerta temperatura.
Normalment jikkonsisti fi tliet partijiet, jiġifieri s-sistema tal-vakwu, is-sistema ta 'evaporazzjoni u s-sistema tat-tisħin. Is-sistema tal-vakwu tikkonsisti minn pajpijiet tal-vakwu u pompi tal-vakwu, u l-funzjoni ewlenija tagħha hija li tipprovdi ambjent ta 'vakwu kwalifikat għall-evaporazzjoni. Is-sistema ta 'evaporazzjoni tikkonsisti minn tabella ta' evaporazzjoni, komponent ta 'tisħin u komponent ta' kejl tat-temperatura.
Il-materjal fil-mira li għandu jiġi evaporat (bħal Ag, Al, eċċ.) jitqiegħed fuq il-mejda ta 'evaporazzjoni; il-komponent tat-tisħin u l-kejl tat-temperatura huwa sistema magħluqa użata biex tikkontrolla t-temperatura tal-evaporazzjoni biex tiżgura evaporazzjoni bla xkiel. Is-sistema tat-tisħin tikkonsisti fi stadju tal-wejfer u komponent tat-tisħin. L-istadju tal-wejfer jintuża biex iqiegħed is-sottostrat li fuqu jeħtieġ li jiġi evaporat il-film irqiq, u l-komponent tat-tisħin jintuża biex jirrealizza t-tisħin tas-sottostrat u l-kontroll tar-rispons tal-kejl tat-temperatura.
L-ambjent tal-vakwu huwa kundizzjoni importanti ħafna fil-proċess ta 'evaporazzjoni bil-vakwu, li huwa relatat mar-rata ta' evaporazzjoni u l-kwalità tal-film. Jekk il-grad tal-vakwu ma jissodisfax ir-rekwiżiti, l-atomi jew il-molekuli vaporizzati se jaħbtu ta 'spiss mal-molekuli tal-gass residwu, u jagħmlu l-molekuli ħielsa medja tagħhom iżgħar, u l-atomi jew il-molekuli se jferrxu b'mod sever, u b'hekk ibiddlu d-direzzjoni tal-moviment u jnaqqsu l-film rata ta’ formazzjoni.
Barra minn hekk, minħabba l-preżenza ta 'molekuli ta' gass impurità residwa, il-film depożitat huwa kkontaminat serjament u ta 'kwalità fqira, speċjalment meta r-rata ta' żieda fil-pressjoni tal-kamra ma tilħaqx l-istandard u jkun hemm tnixxija, l-arja se tnixxi fil-kamra tal-vakwu , li se jkollu impatt serju fuq il-kwalità tal-film.
Il-karatteristiċi strutturali tat-tagħmir ta 'evaporazzjoni bil-vakwu jiddeterminaw li l-uniformità tal-kisi fuq sottostrati ta' daqs kbir hija fqira. Sabiex tittejjeb l-uniformità tagħha, il-metodu li tiżdied id-distanza tas-sors-sottostrat u ddawwar is-sottostrat huwa ġeneralment adottat, iżda ż-żieda tad-distanza tas-sors-sottostrat se tissagrifika r-rata ta 'tkabbir u l-purità tal-film. Fl-istess ħin, minħabba ż-żieda fl-ispazju tal-vakwu, ir-rata ta 'utilizzazzjoni tal-materjal evaporat titnaqqas.
3.2 Tagħmir ta 'depożizzjoni fiżika tal-fwar DC
Id-depożizzjoni fiżika tal-fwar tal-kurrent dirett (DCPVD) hija magħrufa wkoll bħala sputtering tal-katodu jew sputtering f'żewġ stadji DC vakwu. Il-materjal fil-mira tal-vakwu DC sputtering jintuża bħala l-katodu u s-sottostrat jintuża bħala l-anodu. Sputtering bil-vakwu huwa li jifforma plażma billi jonizza l-gass tal-proċess.
Il-partiċelli ċċarġjati fil-plażma huma aċċellerati fil-kamp elettriku biex jiksbu ċertu ammont ta 'enerġija. Il-partiċelli b'enerġija suffiċjenti jibbumbardjaw il-wiċċ tal-materjal fil-mira, sabiex l-atomi fil-mira jiġu sputtered barra; l-atomi sputtered b'ċerta enerġija kinetika jimxu lejn is-sottostrat biex jiffurmaw film irqiq fuq il-wiċċ tas-sottostrat. Il-gass użat għall-sputtering huwa ġeneralment gass rari, bħal argon (Ar), għalhekk il-film iffurmat mill-sputtering mhux se jkun ikkontaminat; barra minn hekk, ir-raġġ atomiku ta 'argon huwa aktar adattat għall-sputtering.
Id-daqs tal-partiċelli sputtering għandu jkun qrib id-daqs tal-atomi fil-mira li għandhom jiġu sputtered. Jekk il-partiċelli huma kbar wisq jew żgħar wisq, ma jistax jiġi ffurmat sputtering effettiv. Minbarra l-fattur tad-daqs ta 'l-atomu, il-fattur tal-massa ta' l-atomu jaffettwa wkoll il-kwalità ta 'sputtering. Jekk is-sors tal-partiċelli sputtering huwa ħafif wisq, l-atomi fil-mira mhux se jiġu sputtered; jekk il-partiċelli sputtering huma tqal wisq, il-mira tkun "mgħawġa" u l-mira mhux se tkun sputtered.
Il-materjal fil-mira użat fid-DCPVD għandu jkun konduttur. Dan huwa minħabba li meta l-jonji ta 'l-argon fil-gass tal-proċess jibbumbardjaw il-materjal fil-mira, huma jerġgħu jikkombinaw ma' l-elettroni fuq il-wiċċ tal-materjal fil-mira. Meta l-materjal fil-mira huwa konduttur bħal metall, l-elettroni kkunsmati minn din ir-rikombinazzjoni huma aktar faċilment mimlija mill-provvista ta 'enerġija u elettroni ħielsa f'partijiet oħra tal-materjal fil-mira permezz ta' konduzzjoni elettrika, sabiex il-wiċċ tal-materjal fil-mira bħala a sħiħ jibqa' ċċarġjat b'mod negattiv u jinżamm sputtering.
Għall-kuntrarju, jekk il-materjal fil-mira huwa iżolatur, wara li l-elettroni fuq il-wiċċ tal-materjal fil-mira jiġu rikombinati, l-elettroni ħielsa f'partijiet oħra tal-materjal fil-mira ma jistgħux jerġgħu jimtlew b'konduzzjoni elettrika, u anke ħlasijiet pożittivi se jakkumulaw fuq il- wiċċ tal-materjal fil-mira, li jikkawża li l-potenzjal tal-materjal fil-mira jiżdied, u l-ħlas negattiv tal-materjal fil-mira tiddgħajjef sakemm tisparixxi, eventwalment iwassal għat-terminazzjoni tal-sputtering.
Għalhekk, sabiex il-materjali iżolanti jkunu jistgħu jintużaw ukoll għall-isputtering, huwa meħtieġ li jinstab metodu ieħor ta 'sputtering. Sputtering tal-frekwenza tar-radju huwa metodu ta 'sputtering li huwa adattat kemm għal miri konduttivi kif ukoll mhux konduttivi.
Żvantaġġ ieħor tad-DCPVD huwa li l-vultaġġ tat-tqabbid huwa għoli u l-bumbardament tal-elettroni fuq is-sottostrat huwa qawwi. Mod effettiv biex issolvi din il-problema huwa li tuża magnetron sputtering, għalhekk magnetron sputtering huwa verament ta 'valur prattiku fil-qasam taċ-ċirkwiti integrati.
3.3 Tagħmir ta' Depożizzjoni Fiżika tal-Fwar RF
Id-depożizzjoni fiżika tal-fwar tal-frekwenza tar-radju (RFPVD) tuża l-qawwa tal-frekwenza tar-radju bħala s-sors ta 'eċitazzjoni u hija metodu PVD adattat għal varjetà ta' materjali tal-metall u mhux tal-metall.
Il-frekwenzi komuni tal-provvista tal-enerġija RF użati fl-RFPVD huma 13.56MHz, 20MHz, u 60MHz. Iċ-ċikli pożittivi u negattivi tal-provvista tal-enerġija RF jidhru alternattivament. Meta l-mira PVD tkun fin-nofs ċiklu pożittiv, minħabba li l-wiċċ fil-mira huwa f'potenzjal pożittiv, l-elettroni fl-atmosfera tal-proċess se jiċċirkolaw lejn il-wiċċ fil-mira biex jinnewtralizza l-ċarġ pożittiv akkumulat fuq il-wiċċ tiegħu, u anke jkompli jakkumula l-elettroni, tagħmel il-wiċċ tiegħu preġudikat negattivament; meta l-mira sputtering tkun fin-nofs ċiklu negattiv, il-joni pożittivi se jimxu lejn il-mira u jiġu parzjalment newtralizzati fuq il-wiċċ tal-mira.
L-iktar ħaġa kritika hija li l-veloċità tal-moviment tal-elettroni fil-kamp elettriku RF hija ħafna aktar mgħaġġla minn dik tal-joni pożittivi, filwaqt li l-ħin tan-nofs ċikli pożittivi u negattivi huwa l-istess, għalhekk wara ċiklu komplet, il-wiċċ fil-mira se jkun "nett" iċċarġjat negattivament. Għalhekk, fl-ewwel ftit ċikli, il-ħlas negattiv tal-wiċċ fil-mira turi tendenza li qed tiżdied; wara, il-wiċċ fil-mira jilħaq potenzjal negattiv stabbli; minn hemm 'il quddiem, minħabba li l-ħlas negattiv tal-mira għandu effett repulsiv fuq l-elettroni, l-ammont ta' ħlasijiet pożittivi u negattivi riċevuti mill-elettrodu fil-mira għandu tendenza li jibbilanċja, u l-mira tippreżenta ħlas negattiv stabbli.
Mill-proċess ta 'hawn fuq, wieħed jista' jara li l-proċess ta 'formazzjoni ta' vultaġġ negattiv m'għandu x'jaqsam xejn mal-proprjetajiet tal-materjal fil-mira innifsu, għalhekk il-metodu RFPVD jista 'mhux biss isolvi l-problema ta' sputtering ta 'miri iżolanti, iżda wkoll huwa kompatibbli tajjeb b'miri kondutturi tal-metall konvenzjonali.
3.4 Tagħmir ta' sputtering tal-Magnetron
Magnetron sputtering huwa metodu PVD li jżid kalamiti fuq wara tal-mira. Il-kalamiti miżjuda u s-sistema tal-provvista ta 'enerġija DC (jew provvista ta' enerġija AC) jiffurmaw sors ta 'sputtering ta' magnetron. Is-sors ta 'sputtering jintuża biex jifforma kamp elettromanjetiku interattiv fil-kamra, jaqbad u jillimita l-firxa tal-moviment tal-elettroni fil-plażma ġewwa l-kamra, jestendi l-mogħdija tal-moviment tal-elettroni, u b'hekk iżżid il-konċentrazzjoni tal-plażma, u fl-aħħar tikseb aktar depożizzjoni.
Barra minn hekk, minħabba li aktar elettroni huma marbuta ħdejn il-wiċċ tal-mira, il-bumbardament tas-sottostrat mill-elettroni jitnaqqas, u t-temperatura tas-sottostrat titnaqqas. Meta mqabbel mat-teknoloġija DCPVD flat-plate, waħda mill-aktar karatteristiċi ovvji tat-teknoloġija ta 'depożizzjoni fiżika tal-fwar tal-magnetron hija li l-vultaġġ tal-iskarigu tal-ignition huwa aktar baxx u aktar stabbli.
Minħabba l-konċentrazzjoni ogħla fil-plażma tagħha u r-rendiment akbar ta 'sputtering, jista' jikseb effiċjenza ta 'depożizzjoni eċċellenti, kontroll tal-ħxuna tad-depożizzjoni f'firxa ta' daqs kbir, kontroll preċiż tal-kompożizzjoni u vultaġġ ta 'ignition aktar baxx. Għalhekk, magnetron sputtering huwa f'pożizzjoni dominanti fil-PVD tal-film tal-metall kurrenti. L-aktar disinn tas-sors ta 'sputtering ta' magnetron huwa li jpoġġi grupp ta 'kalamiti fuq in-naħa ta' wara tal-mira ċatta (barra mis-sistema tal-vakwu) biex jiġġenera kamp manjetiku parallel mal-wiċċ fil-mira f'żona lokali fuq il-wiċċ fil-mira.
Jekk titqiegħed kalamita permanenti, il-kamp manjetiku tiegħu huwa relattivament fiss, li jirriżulta f'distribuzzjoni ta 'kamp manjetiku relattivament fiss fuq il-wiċċ fil-mira fil-kamra. Materjali biss f'żoni speċifiċi tal-mira huma sputtered, ir-rata ta 'utilizzazzjoni tal-mira hija baxxa, u l-uniformità tal-film ippreparat hija fqira.
Hemm ċerta probabbiltà li l-metall sputtered jew partiċelli ta 'materjal ieħor jiġu depożitati lura fuq il-wiċċ fil-mira, u b'hekk jinġabru fi partiċelli u jiffurmaw kontaminazzjoni ta' difett. Għalhekk, sorsi kummerċjali magnetron sputtering l-aktar jużaw disinn kalamita li jdur biex itejbu l-uniformità tal-film, rata ta 'utilizzazzjoni fil-mira, u sputtering fil-mira sħiħa.
Huwa kruċjali li jiġu bbilanċjati dawn it-tliet fatturi. Jekk il-bilanċ ma jiġix immaniġġjat tajjeb, jista 'jirriżulta f'uniformità tajba tal-film filwaqt li jnaqqas ħafna r-rata ta' utilizzazzjoni tal-mira (tqassar il-ħajja fil-mira), jew jonqos milli tikseb sputtering fil-mira sħiħa jew korrużjoni fil-mira sħiħa, li tikkawża problemi ta 'partiċelli waqt l-isputtering proċess.
Fit-teknoloġija magnetron PVD, huwa meħtieġ li jiġi kkunsidrat il-mekkaniżmu tal-moviment tal-kalamita li jdur, il-forma tal-mira, is-sistema tat-tkessiħ tal-mira u s-sors ta 'sputtering tal-magnetron, kif ukoll il-konfigurazzjoni funzjonali tal-bażi li ġġorr il-wejfer, bħall-adsorbiment tal-wejfer u l-kontroll tat-temperatura. Fil-proċess PVD, it-temperatura tal-wejfer hija kkontrollata biex tinkiseb l-istruttura tal-kristall meħtieġa, id-daqs tal-qamħ u l-orjentazzjoni, kif ukoll l-istabbiltà tal-prestazzjoni.
Peress li l-konduzzjoni tas-sħana bejn id-dahar tal-wejfer u l-wiċċ tal-bażi teħtieġ ċerta pressjoni, ġeneralment fl-ordni ta 'diversi Torr, u l-pressjoni tax-xogħol tal-kamra hija ġeneralment fl-ordni ta' diversi mTorr, il-pressjoni fuq id-dahar tal-wejfer huwa ħafna akbar mill-pressjoni fuq il-wiċċ ta 'fuq tal-wejfer, għalhekk huwa meħtieġ chuck mekkaniku jew chuck elettrostatiku biex ipoġġi u jillimita l-wejfer.
Iċ-ċokk mekkaniku jiddependi fuq il-piż tiegħu stess u t-tarf tal-wejfer biex tinkiseb din il-funzjoni. Għalkemm għandu l-vantaġġi ta 'struttura sempliċi u insensittività għall-materjal tal-wejfer, l-effett tat-tarf tal-wejfer huwa ovvju, li ma jwassalx għall-kontroll strett tal-partiċelli. Għalhekk, ġie sostitwit gradwalment minn chuck elettrostatiku fil-proċess tal-manifattura tal-IC.
Għal proċessi li mhumiex partikolarment sensittivi għat-temperatura, jista 'jintuża wkoll metodu ta' xkaffar ta 'kuntatt mingħajr adsorbiment u bla tarf (l-ebda differenza ta' pressjoni bejn l-uċuħ ta 'fuq u t'isfel tal-wejfer). Matul il-proċess PVD, il-kisi tal-kamra u l-wiċċ tal-partijiet f'kuntatt mal-plażma se jiġu depożitati u koperti. Meta l-ħxuna tal-film depożitat taqbeż il-limitu, il-film jinqasam u jitqaxxar, u jikkawża problemi ta 'partiċelli.
Għalhekk, it-trattament tal-wiċċ ta 'partijiet bħall-kisja huwa ċ-ċavetta biex jiġi estiż dan il-limitu. Sandblasting tal-wiċċ u bexx tal-aluminju huma żewġ metodi komunement użati, li l-iskop tagħhom huwa li tiżdied il-ħruxija tal-wiċċ biex issaħħaħ it-twaħħil bejn il-film u l-wiċċ tal-kisi.
3.5 Tagħmir ta 'Depożizzjoni Fiżika tal-Fwar tal-Ionizzazzjoni
Bl-iżvilupp kontinwu tat-teknoloġija tal-mikroelettronika, id-daqsijiet tal-karatteristiċi qed isiru dejjem iżgħar. Peress li t-teknoloġija PVD ma tistax tikkontrolla d-direzzjoni tad-depożizzjoni tal-partiċelli, il-kapaċità tal-PVD li jidħol minn toqob u kanali dojoq bi proporzjonijiet ta 'aspett għoljin hija limitata, u tagħmel l-applikazzjoni estiża tat-teknoloġija PVD tradizzjonali dejjem aktar sfidata. Fil-proċess PVD, hekk kif il-proporzjon tal-aspett tal-kanal tal-pori jiżdied, il-kopertura fil-qiegħ tonqos, u tifforma struttura li tisporġ qisha eaves fil-kantuniera ta 'fuq, u tifforma l-aktar kopertura dgħajfa fil-kantuniera t'isfel.
It-teknoloġija ta 'depożizzjoni fiżika tal-fwar jonizzat ġiet żviluppata biex issolvi din il-problema. L-ewwel plasmatizza l-atomi tal-metall sputtered mill-mira b'modi differenti, u mbagħad taġġusta l-vultaġġ tal-bias mgħobbi fuq il-wejfer biex tikkontrolla d-direzzjoni u l-enerġija tal-joni tal-metall biex tikseb fluss ta 'jone tal-metall direzzjonali stabbli biex tħejji film irqiq, u b'hekk itejjeb il-kopertura tal-qiegħ tal-passi ta 'proporzjon ta' l-aspett għoli permezz ta 'toqob u kanali dojoq.
Il-karatteristika tipika tat-teknoloġija tal-plażma tal-metall jonizzat hija ż-żieda ta 'coil tal-frekwenza tar-radju fil-kamra. Matul il-proċess, il-pressjoni tax-xogħol tal-kamra tinżamm fi stat relattivament għoli (5 sa 10 darbiet il-pressjoni tax-xogħol normali). Matul PVD, il-coil tal-frekwenza tar-radju jintuża biex jiġġenera t-tieni reġjun tal-plażma, li fih il-konċentrazzjoni tal-plażma tal-argon tiżdied biż-żieda tal-qawwa tal-frekwenza tar-radju u l-pressjoni tal-gass. Meta l-atomi tal-metall sputtered mill-mira jgħaddu minn dan ir-reġjun, jinteraġixxu mal-plażma ta 'l-argon ta' densità għolja biex jiffurmaw joni tal-metall.
L-applikazzjoni ta 'sors RF fit-trasportatur tal-wejfer (bħal chuck elettrostatiku) tista' żżid il-preġudizzju negattiv fuq il-wejfer biex tattira joni pożittivi tal-metall lejn il-qiegħ tal-kanal tal-pori. Dan il-fluss direzzjonali tal-jone tal-metall perpendikolari mal-wiċċ tal-wejfer itejjeb il-kopertura tal-qiegħ tal-pass ta 'pori ta' proporzjon ta 'aspett għoli u kanali dojoq.
Il-preġudizzju negattiv applikat għall-wejfer jikkawża wkoll li l-jonji jibbumbardjaw il-wiċċ tal-wejfer (reverse sputtering), li jdgħajjef l-istruttura li tisboq il-ħalq tal-kanal tal-pori u sputters il-film depożitat fil-qiegħ fuq il-ħitan tal-ġnub fil-kantunieri tal-qiegħ tal-pori groove, u b'hekk ittejjeb il-kopertura tal-pass fil-kantunieri.
3.6 Apparat ta' Depożizzjoni tal-Fwar Kimiku tal-Pressjoni Atmosferika
Tagħmir ta' depożitu ta' fwar kimiku bi pressjoni atmosferika (APCVD) jirreferi għal apparat li jisprejja sors ta' reazzjoni gassuża b'veloċità kostanti fuq il-wiċċ ta' sottostrat solidu msaħħna taħt ambjent bi pressjoni qrib il-pressjoni atmosferika, li jikkawża li s-sors ta' reazzjoni jirreaġixxi kimikament fuq il-wiċċ tas-sottostrat, u l-prodott ta 'reazzjoni huwa depożitat fuq il-wiċċ tas-sottostrat biex jifforma film irqiq.
It-tagħmir APCVD huwa l-aktar tagħmir CVD bikri u għadu użat ħafna fil-produzzjoni industrijali u r-riċerka xjentifika. It-tagħmir APCVD jista 'jintuża biex jipprepara films irqaq bħal silikon kristall wieħed, silikon polikristallin, dijossidu tas-silikon, ossidu taż-żingu, dijossidu tat-titanju, ħġieġ fosfosilikat, u ħġieġ borofosfosilikat.
3.7 Apparat ta' Deposizzjoni ta' Fwar Kimiku bi Pressjoni Baxxa
Tagħmir ta 'depożizzjoni ta' fwar kimiku bi pressjoni baxxa (LPCVD) jirreferi għal tagħmir li juża materja prima gassuża biex jirreaġixxi kimikament fuq il-wiċċ ta 'sottostrat solidu taħt ambjent imsaħħan (350-1100°C) u bi pressjoni baxxa (10-100mTorr), u ir-reaġenti huma depożitati fuq il-wiċċ tas-sottostrat biex jiffurmaw film irqiq. It-tagħmir LPCVD huwa żviluppat fuq il-bażi ta 'APCVD biex itejjeb il-kwalità ta' films irqaq, itejjeb l-uniformità tad-distribuzzjoni ta 'parametri karatteristiċi bħall-ħxuna u r-reżistenza tal-film, u jtejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni.
Il-karatteristika ewlenija tagħha hija li f'ambjent ta 'kamp termali bi pressjoni baxxa, il-gass tal-proċess jirreaġixxi kimikament fuq il-wiċċ tas-sottostrat tal-wejfer, u l-prodotti ta' reazzjoni huma depożitati fuq il-wiċċ tas-sottostrat biex jiffurmaw film irqiq. It-tagħmir LPCVD għandu vantaġġi fil-preparazzjoni ta 'films irqaq ta' kwalità għolja u jista 'jintuża biex jipprepara films irqaq bħal ossidu tas-silikon, nitrur tas-silikon, polysilicon, karbur tas-silikon, nitrur tal-gallju u grafen.
Meta mqabbel ma 'APCVD, l-ambjent ta' reazzjoni bi pressjoni baxxa tat-tagħmir LPCVD iżid il-mogħdija ħielsa medja u l-koeffiċjent tad-diffużjoni tal-gass fil-kamra tar-reazzjoni.
Il-molekuli tal-gass tar-reazzjoni u tal-gass trasportatur fil-kamra tar-reazzjoni jistgħu jitqassmu b'mod uniformi fi żmien qasir, u b'hekk itejbu ħafna l-uniformità tal-ħxuna tal-film, l-uniformità tar-reżistenza u l-kopertura tal-pass tal-film, u l-konsum tal-gass ta 'reazzjoni huwa wkoll żgħir. Barra minn hekk, l-ambjent bi pressjoni baxxa jħaffef ukoll il-veloċità tat-trażmissjoni tas-sustanzi tal-gass. L-impuritajiet u l-prodotti sekondarji tar-reazzjoni mxerrda mis-sottostrat jistgħu jittieħdu malajr barra miż-żona ta 'reazzjoni permezz tas-saff tal-konfini, u l-gass ta' reazzjoni jgħaddi malajr mis-saff tal-konfini biex jilħaq il-wiċċ tas-sottostrat għar-reazzjoni, u b'hekk effettivament irażżan l-awto-doping, jippreparaw films ta 'kwalità għolja b'żoni ta' tranżizzjoni wieqaf, u wkoll ittejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni.
3.8 Tagħmir ta' Depożizzjoni ta' Fwar Kimiku Mtejjeb bil-Plażma
Id-depożizzjoni tal-fwar kimiku mtejjeb bil-plażma (PECVD) hija t użata ħafnateknoloġija ta 'depożizzjoni tal-film hin. Matul il-proċess tal-plażma, il-prekursur tal-gass huwa jonizzat taħt l-azzjoni tal-plażma biex jiffurmaw gruppi attivi eċċitati, li jinfirxu mal-wiċċ tas-sottostrat u mbagħad jgħaddu minn reazzjonijiet kimiċi biex jitlesta t-tkabbir tal-film.
Skont il-frekwenza tal-ġenerazzjoni tal-plażma, il-plażma użata f'PECVD tista 'tinqasam f'żewġ tipi: plażma ta' frekwenza tar-radju (plażma RF) u plażma microwave (plażma microwave). Fil-preżent, il-frekwenza tar-radju użata fl-industrija hija ġeneralment 13.56MHz.
L-introduzzjoni ta 'plażma ta' frekwenza tar-radju hija ġeneralment maqsuma f'żewġ tipi: akkoppjar abilità (CCP) u akkoppjar induttiv (ICP). Il-metodu ta 'akkoppjar abilità huwa ġeneralment metodu ta' reazzjoni diretta fil-plażma; filwaqt li l-metodu ta 'akkoppjar induttiv jista' jkun metodu ta 'plażma dirett jew metodu ta' plażma remot.
Fil-proċessi tal-manifattura tas-semikondutturi, PECVD spiss jintuża biex jikber films irqaq fuq sottostrati li jkun fihom metalli jew strutturi oħra sensittivi għat-temperatura. Pereżempju, fil-qasam tal-interkonnessjoni tal-metall back-end ta 'ċirkwiti integrati, peress li s-sors, il-bieb u l-istrutturi tad-drenaġġ tal-apparat ġew iffurmati fil-proċess ta' quddiem, it-tkabbir ta 'films irqaq fil-qasam tal-interkonnessjoni tal-metall huwa suġġett għal restrizzjonijiet baġitarji termali stretti ħafna, għalhekk normalment jitlesta b'assistenza fil-plażma. Billi jiġu aġġustati l-parametri tal-proċess tal-plażma, id-densità, il-kompożizzjoni kimika, il-kontenut ta 'impurità, l-ebusija mekkanika u l-parametri tal-istress tal-film irqiq imkabbar minn PECVD jistgħu jiġu aġġustati u ottimizzati f'ċerta firxa.
3.9 Tagħmir ta' Depożizzjoni ta' Saff Atomic
Depożizzjoni ta 'saff atomiku (ALD) hija teknoloġija ta' depożizzjoni ta 'film irqiq li tikber perjodikament fil-forma ta' saff kważi monoatomika. Il-karatteristika tiegħu hija li l-ħxuna tal-film depożitat tista 'tiġi aġġustata b'mod preċiż billi tikkontrolla n-numru ta' ċikli ta 'tkabbir. B'differenza mill-proċess ta 'depożizzjoni ta' fwar kimiku (CVD), iż-żewġ (jew aktar) prekursuri fil-proċess ALD jgħaddu alternattivament mill-wiċċ tas-sottostrat u huma effettivament iżolati bit-tindif ta 'gass rari.
Iż-żewġ prekursuri mhux se jitħalltu u jiltaqgħu fil-fażi tal-gass biex jirreaġixxu kimikament, iżda jirreaġixxu biss permezz ta 'assorbiment kimiku fuq il-wiċċ tas-sottostrat. F'kull ċiklu ALD, l-ammont ta 'prekursur adsorbit fuq il-wiċċ tas-sottostrat huwa relatat mad-densità tal-gruppi attivi fuq il-wiċċ tas-sottostrat. Meta l-gruppi reattivi fuq il-wiċċ tas-sottostrat jiġu eżawriti, anke jekk jiġi introdott eċċess ta 'prekursur, l-adsorbiment kimiku ma jseħħx fuq il-wiċċ tas-sottostrat.
Dan il-proċess ta 'reazzjoni jissejjaħ reazzjoni li tillimita lilha nnifisha tal-wiċċ. Dan il-mekkaniżmu tal-proċess jagħmel il-ħxuna tal-film imkabbar f'kull ċiklu tal-proċess ALD kostanti, għalhekk il-proċess ALD għandu l-vantaġġi ta 'kontroll preċiż tal-ħxuna u kopertura tajba tal-pass tal-film.
3.10 Tagħmir tal-Epitassija tar-Raġġ Molekulari
Is-sistema tal-Epitassija tar-Raġġ Molekulari (MBE) tirreferi għal apparat epitassjali li juża raġġ atomiku jew raġġi molekulari ta’ enerġija termali waħda jew aktar biex jisprejja fuq il-wiċċ tas-sottostrat imsaħħan b’ċerta veloċità taħt kundizzjonijiet ta’ vakwu ultra-għoli, u jassorbi u jemigra fuq il-wiċċ tas-sottostrat biex jikbru b'mod epitassjali films irqaq ta 'kristall wieħed tul id-direzzjoni tal-assi tal-kristall tal-materjal tas-sottostrat. Ġeneralment, taħt il-kundizzjoni ta 'tisħin minn forn bil-ġett b'tarka tas-sħana, is-sors tar-raġġ jifforma raġġ atomiku jew raġġ molekulari, u l-film jikber saff b'saff tul id-direzzjoni tal-assi tal-kristall tal-materjal tas-sottostrat.
Il-karatteristiċi tiegħu huma temperatura baxxa ta 'tkabbir epitassjali, u l-ħxuna, l-interface, il-kompożizzjoni kimika u l-konċentrazzjoni tal-impurità jistgħu jiġu kkontrollati b'mod preċiż fil-livell atomiku. Għalkemm MBE oriġina mill-preparazzjoni ta 'films ta' kristall wieħed ultra-rqaq tas-semikondutturi, l-applikazzjoni tagħha issa espandiet għal varjetà ta 'sistemi materjali bħal metalli u dielettriċi iżolanti, u tista' tipprepara III-V, II-VI, silikon, ġermanju tas-silikon (SiGe ), graphene, ossidi u films organiċi.
Is-sistema epitassija tar-raġġ molekulari (MBE) hija magħmula prinċipalment minn sistema ta 'vakwu ultra-għoli, sors ta' raġġ molekulari, sistema ta 'twaħħil u tisħin ta' sottostrat, sistema ta 'trasferiment ta' kampjuni, sistema ta 'monitoraġġ in-situ, sistema ta' kontroll, u test sistema.
Is-sistema tal-vakwu tinkludi pompi tal-vakwu (pompi mekkaniċi, pompi molekulari, pompi tal-jone, u pompi ta 'kondensazzjoni, eċċ.) U diversi valvi, li jistgħu joħolqu ambjent ta' tkabbir ta 'vakwu ultra-għoli. Il-grad tal-vakwu ġeneralment jista 'jinkiseb huwa 10-8 sa 10-11 Torr. Is-sistema tal-vakwu prinċipalment għandha tliet kmamar tax-xogħol bil-vakwu, jiġifieri l-kamra tal-injezzjoni tal-kampjun, il-kamra tat-trattament minn qabel u l-analiżi tal-wiċċ, u l-kamra tat-tkabbir.
Il-kamra tal-injezzjoni tal-kampjun tintuża biex tittrasferixxi kampjuni lejn id-dinja ta 'barra biex tiżgura l-kundizzjonijiet ta' vakwu għoli ta 'kmamar oħra; il-kamra tat-trattament minn qabel u l-analiżi tal-wiċċ tgħaqqad il-kamra tal-injezzjoni tal-kampjun u l-kamra tat-tkabbir, u l-funzjoni ewlenija tagħha hija li tipproċessa minn qabel il-kampjun (degassing f'temperatura għolja biex tiżgura l-indafa sħiħa tal-wiċċ tas-sottostrat) u li twettaq analiżi preliminari tal-wiċċ fuq il- kampjun imnaddaf; il-kamra tat-tkabbir hija l-parti ċentrali tas-sistema MBE, magħmula prinċipalment minn forn tas-sors u l-assemblaġġ ta 'shutter korrispondenti tiegħu, console ta' kontroll tal-kampjun, sistema ta 'tkessiħ, diffrazzjoni ta' elettroni ta 'enerġija għolja ta' riflessjoni (RHEED), u sistema ta 'monitoraġġ in-situ . Xi tagħmir MBE tal-produzzjoni għandu konfigurazzjonijiet multipli tal-kamra tat-tkabbir. Id-dijagramma skematika tal-istruttura tat-tagħmir MBE tidher hawn taħt:
MBE ta 'materjal tas-silikon juża silikon ta' purità għolja bħala materja prima, jikber taħt vakwu ultra-għoli (10-10~10-11Torr), u t-temperatura tat-tkabbir hija 600~900℃, b'Ga (tip P) u Sb ( tat-tip N) bħala sorsi tad-doping. Sorsi ta 'doping użati b'mod komuni bħal P, As u B rarament jintużaw bħala sorsi tar-raġġ minħabba li huma diffiċli biex jevaporaw.
Il-kamra tar-reazzjoni ta 'MBE għandha ambjent ta' vakwu ultra-għoli, li żżid il-molekuli ħielsa medja u tnaqqas il-kontaminazzjoni u l-ossidazzjoni fuq il-wiċċ tal-materjal li qed jikber. Il-materjal epitassjali ppreparat għandu morfoloġija tajba tal-wiċċ u uniformità, u jista 'jsir fi struttura b'ħafna saffi b'doping differenti jew komponenti materjali differenti.
It-teknoloġija MBE tikseb it-tkabbir ripetut ta 'saffi epitassjali ultra-rqaq bi ħxuna ta' saff atomiku wieħed, u l-interface bejn is-saffi epitassjali hija wieqaf. Tippromwovi t-tkabbir ta 'semikondutturi III-V u materjali eteroġenji b'ħafna komponenti oħra. Fil-preżent, is-sistema MBE saret tagħmir ta 'proċess avvanzat għall-produzzjoni ta' ġenerazzjoni ġdida ta 'apparat microwave u apparat optoelettroniku. L-iżvantaġġi tat-teknoloġija MBE huma rata ta 'tkabbir bil-mod tal-film, rekwiżiti għolja ta' vakwu, u spejjeż għoljin ta 'użu ta' tagħmir u tagħmir.
3.11 Sistema tal-Epitassija tal-Fażi tal-Fwar
Is-sistema epitassi tal-fażi tal-fwar (VPE) tirreferi għal apparat ta 'tkabbir epitassjali li jittrasporta komposti gassużi għal sottostrat u jikseb saff wieħed ta' materjal tal-kristall bl-istess arranġament tal-kannizzata bħas-sottostrat permezz ta 'reazzjonijiet kimiċi. Is-saff epitassjali jista 'jkun saff omoepitaxjali (Si/Si) jew saff eteroepitaxjali (SiGe/Si, SiC/Si, GaN/Al2O3, eċċ.). Bħalissa, it-teknoloġija VPE intużat ħafna fl-oqsma tal-preparazzjoni tan-nanomaterjali, apparati tal-enerġija, apparati optoelettroniċi semikondutturi, fotovoltajċi solari u ċirkwiti integrati.
VPE tipiku jinkludi epitassi ta 'pressjoni atmosferika u epitassi ta' pressjoni mnaqqsa, depożizzjoni ta 'fwar kimiku b'vakwu ultra-għoli, depożizzjoni ta' fwar kimiku organiku tal-metall, eċċ. Il-punti ewlenin fit-teknoloġija VPE huma disinn tal-kamra tar-reazzjoni, mod u uniformità tal-fluss tal-gass, uniformità tat-temperatura u kontroll ta 'preċiżjoni, kontroll tal-pressjoni u stabbiltà, kontroll tal-partiċelli u difetti, eċċ.
Fil-preżent, id-direzzjoni tal-iżvilupp tas-sistemi VPE kummerċjali mainstream hija tagħbija kbira tal-wejfer, kontroll kompletament awtomatiku, u monitoraġġ f'ħin reali tat-temperatura u l-proċess tat-tkabbir. Is-sistemi VPE għandhom tliet strutturi: vertikali, orizzontali u ċilindriċi. Il-metodi ta 'tisħin jinkludu tisħin ta' reżistenza, tisħin ta 'induzzjoni ta' frekwenza għolja u tisħin ta 'radjazzjoni infra-aħmar.
Fil-preżent, is-sistemi VPE jużaw l-aktar strutturi ta 'diska orizzontali, li għandhom il-karatteristiċi ta' uniformità tajba tat-tkabbir tal-film epitassjali u tagħbija ta 'wejfers kbar. Is-sistemi VPE ġeneralment jikkonsistu f'erba 'partijiet: reattur, sistema ta' tisħin, sistema ta 'passaġġ tal-gass u sistema ta' kontroll. Minħabba li l-ħin tat-tkabbir tal-films epitassjali GaAs u GaN huwa relattivament twil, it-tisħin tal-induzzjoni u t-tisħin tar-reżistenza jintużaw l-aktar. Fis-silikon VPE, it-tkabbir tal-film epitassjali oħxon juża l-aktar tisħin ta 'induzzjoni; It-tkabbir tal-film epitassjali irqiq juża l-aktar tisħin infra-aħmar biex jinkiseb l-iskop ta 'żieda/waqgħa rapida fit-temperatura.
3.12 Sistema tal-Epitassija tal-Fażi Likwida
Is-sistema tal-Epitassija tal-Fażi Likwida (LPE) tirreferi għat-tagħmir tat-tkabbir epitassjali li jxolji l-materjal li jrid jitkabbar (bħal Si, Ga, As, Al, eċċ.) u dopants (bħal Zn, Te, Sn, eċċ.) metall b'punt ta 'tidwib aktar baxx (bħal Ga, In, eċċ.), sabiex is-solut ikun saturat jew supersaturat fis-solvent, u mbagħad is-sottostrat tal-kristall wieħed jiġi kkuntattjat mas-soluzzjoni, u s-solut jiġi preċipitat mis-solvent minn gradwalment tkessaħ, u saff ta 'materjal tal-kristall bi struttura tal-kristall u kannizzata kostanti simili għal dak tas-sottostrat jitkabbar fuq il-wiċċ tas-sottostrat.
Il-metodu LPE ġie propost minn Nelson et al. fl-1963. Jintuża biex jikber films irqaq Si u materjali ta 'kristall wieħed, kif ukoll materjali semikondutturi bħal gruppi III-IV u telluride tal-kadmju tal-merkurju, u jista' jintuża biex jagħmel diversi apparati optoelettroniċi, apparati microwave, apparati semikondutturi u ċelloli solari .
——————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera jistgħu jipprovdupartijiet tal-grafita, feltru artab/riġidu, Partijiet tal-karbur tas-silikon, Partijiet tal-karbur tas-silikon CVD, uPartijiet miksija SiC/TaCbi fi 30 jum.
Jekk inti interessat fil-prodotti semikondutturi ta 'hawn fuq,jekk jogħġbok, toqgħodx lura milli tikkuntattjana għall-ewwel darba.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ħin tal-post: Awissu-31-2024