Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishda fotolitografiya va etching eng ko'p eslatib o'tilgan jarayonlar bo'lsa-da, epitaksial yoki yupqa plyonkalarni joylashtirish usullari bir xil darajada muhimdir. Ushbu maqolada chip ishlab chiqarishda ishlatiladigan bir nechta umumiy yupqa plyonkalarni joylashtirish usullari, shu jumladan, tanishtiriladiMOCVD, magnetronning chayqalishi, vaPECVD.
Chip ishlab chiqarishda yupqa kino jarayonlari nima uchun zarur?
Tasavvur qilish uchun oddiy pishirilgan yassi nonni tasavvur qiling. O'z-o'zidan, u yumshoq ta'mga ega bo'lishi mumkin. Biroq, sirtni turli xil soslar bilan surtish orqali, masalan, mazali loviya pastasi yoki shirin solod siropi - siz uning ta'mini butunlay o'zgartirishingiz mumkin. Ushbu lazzatni yaxshilaydigan qoplamalar o'xshashdirnozik filmlaryarimo'tkazgich jarayonlarida, yassi nonning o'zi esa ifodalaydisubstrat.
Chip ishlab chiqarishda yupqa plyonkalar ko'plab funktsional rollarni bajaradi - izolyatsiya, o'tkazuvchanlik, passivatsiya, yorug'likni singdirish va boshqalar - va har bir funktsiya o'ziga xos joylashtirish texnikasini talab qiladi.
1. Metall-organik kimyoviy bug'larning cho'kishi (MOCVD)
MOCVD yuqori sifatli yarimo'tkazgichli yupqa plyonkalar va nanostrukturalarni joylashtirish uchun ishlatiladigan juda ilg'or va aniq texnikadir. Bu LEDlar, lazerlar va quvvat elektroniği kabi qurilmalarni ishlab chiqarishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.
MOCVD tizimining asosiy komponentlari:
- Gaz etkazib berish tizimi
Reaktsiya kamerasiga reaktivlarni aniq kiritish uchun javobgardir. Bu oqim nazoratini o'z ichiga oladi:
-
Tashuvchi gazlar
-
Metall-organik prekursorlar
-
Gidrid gazlari
Tizimda o'sish va tozalash rejimlari o'rtasida almashish uchun ko'p tomonlama valflar mavjud.
-
Reaktsiya xonasi
Haqiqiy moddiy o'sish sodir bo'ladigan tizimning yuragi. Komponentlarga quyidagilar kiradi:-
Grafit ushlagichi (substrat ushlagichi)
-
Isitgich va harorat sensori
-
In-situ monitoringi uchun optik portlar
-
Avtomatlashtirilgan gofretni yuklash/tushirish uchun robot qo'llar
-
- O'sishni nazorat qilish tizimi
Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar va asosiy kompyuterdan iborat. Bular cho'kma jarayoni davomida aniq monitoring va takrorlanuvchanlikni ta'minlaydi. -
In-situ monitoring
Pirometr va reflektometr kabi asboblar o'lchaydi:-
Film qalinligi
-
Sirt harorati
-
Substrat egriligi
Bular real vaqtda fikr-mulohaza va sozlash imkonini beradi.
-
- Egzozni tozalash tizimi
Xavfsizlik va atrof-muhitga muvofiqlikni ta'minlash uchun termal parchalanish yoki kimyoviy kataliz yordamida toksik yon mahsulotlarni davolaydi.
Yopiq ulangan dush boshi (CCS) konfiguratsiyasi:
Vertikal MOCVD reaktorlarida CCS dizayni gazlarni dush boshi inshootidagi o'zgaruvchan nozullar orqali bir xilda yuborish imkonini beradi. Bu erta reaktsiyalarni kamaytiradi va bir xil aralashtirishni kuchaytiradi.
-
Theaylanadigan grafit ushlagichiqo'shimcha ravishda gazlarning chegara qatlamini homogenlashtirishga yordam beradi, gofret bo'ylab plyonka bir xilligini yaxshilaydi.
2. Magnetron bilan purkash
Magnetronni püskürtme - bu nozik plyonkalar va qoplamalarni yotqizish uchun, xususan, elektronika, optika va keramika sohasida keng qo'llaniladigan jismoniy bug 'cho'ktirish (PVD) usuli.
Ish printsipi:
-
Maqsadli material
Cho'kiladigan manba materiali - metall, oksid, nitrid va boshqalar - katodga o'rnatiladi. -
Vakuum kamerasi
Jarayon ifloslanishni oldini olish uchun yuqori vakuum ostida amalga oshiriladi. -
Plazma ishlab chiqarish
Inert gaz, odatda argon, plazma hosil qilish uchun ionlanadi. -
Magnit maydon qo'llanilishi
Magnit maydon ionlanish samaradorligini oshirish uchun maqsad yaqinidagi elektronlarni cheklaydi. -
Cho'kish jarayoni
Ionlar mo'ljalni bombardimon qilib, kamera bo'ylab o'tadigan va substratga joylashadigan atomlarni siqib chiqaradi.
Magnetron purkashning afzalliklari:
-
Yagona filmni joylashtirishkatta maydonlar bo'ylab.
-
Murakkab birikmalarni saqlash imkoniyatiqotishmalar va keramika, shu jumladan.
-
Sozlanishi mumkin bo'lgan jarayon parametrlariqalinligi, tarkibi va mikro tuzilishini aniq nazorat qilish uchun.
-
Filmning yuqori sifatikuchli yopishish va mexanik kuch bilan.
-
Keng material mosligi, metallardan oksidlar va nitridlargacha.
-
Past haroratda ishlash, haroratga sezgir substratlar uchun javob beradi.
3. Plazma bilan mustahkamlangan kimyoviy bug‘ning cho‘kishi (PECVD)
PECVD kremniy nitridi (SiNx), kremniy dioksidi (SiO₂) va amorf kremniy kabi yupqa qatlamlarni cho'ktirish uchun keng qo'llaniladi.
Printsip:
PECVD tizimida prekursor gazlar vakuum kamerasiga kiritiladi, bu erda aporlash plazmasiyordamida yaratiladi:
-
RF qo'zg'alishi
-
DC yuqori kuchlanish
-
Mikroto'lqinli yoki impulsli manbalar
Plazma gaz fazasi reaktsiyalarini faollashtiradi, bu esa substratga yupqa plyonka hosil qilish uchun cho'kadigan reaktiv turlarni hosil qiladi.
Depozit bosqichlari:
-
Plazma shakllanishi
Elektromagnit maydonlar tomonidan qo'zg'atilgan prekursor gazlar reaktiv radikallar va ionlarni hosil qilish uchun ionlanadi. -
Reaktsiya va transport
Bu turlar substrat tomon harakat qilganda ikkilamchi reaksiyaga kirishadi. -
Yuzaki reaktsiya
Substratga etib borgach, ular adsorbsiyalanadi, reaksiyaga kirishadi va qattiq plyonka hosil qiladi. Ba'zi qo'shimcha mahsulotlar gaz shaklida chiqariladi.
PECVD afzalliklari:
-
Ajoyib bir xillikkino tarkibi va qalinligida.
-
Kuchli yopishishnisbatan past cho'kma haroratida ham.
-
Yuqori depozit stavkalari, uni sanoat miqyosida ishlab chiqarish uchun mos qilish.
4. Yupqa plyonka xarakteristikasi texnikasi
Yupqa plyonkalarning xususiyatlarini tushunish sifatni nazorat qilish uchun zarurdir. Umumiy texnikalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:
(1) rentgen nurlari diffraksiyasi (XRD)
-
Maqsad: Kristal tuzilmalari, panjara konstantalari va orientatsiyalarini tahlil qiling.
-
Prinsip: Bragg qonuniga asoslanib, rentgen nurlarining kristall material orqali qanday tarqalishini o'lchaydi.
-
Ilovalar: Kristallografiya, fazalarni tahlil qilish, deformatsiyani o'lchash va yupqa qatlamni baholash.
(2) Skanerli elektron mikroskopiya (SEM)
-
Maqsad: Sirt morfologiyasi va mikro tuzilishini kuzating.
-
Prinsip: Namuna sirtini skanerlash uchun elektron nurdan foydalanadi. Aniqlangan signallar (masalan, ikkilamchi va orqaga tarqalgan elektronlar) sirt tafsilotlarini ochib beradi.
-
Ilovalar: Materialshunoslik, nanotexnologiya, biologiya va nosozliklar tahlili.
(3) Atom kuch mikroskopi (AFM)
-
Maqsad: Atom yoki nanometr o'lchamdagi tasvir sirtlari.
-
Prinsip: O'tkir prob doimiy o'zaro ta'sir kuchini saqlab, sirtni skanerlaydi; vertikal siljishlar 3D topografiyasini hosil qiladi.
-
Ilovalar: Nanostruktura tadqiqotlari, sirt pürüzlülüğünü o'lchash, biomolekulyar tadqiqotlar.
Xabar berish vaqti: 25-iyun-2025