अर्धचालक निर्माणमा, फोटोलिथोग्राफी र एचिङ सबैभन्दा धेरै उल्लेख गरिएका प्रक्रियाहरू भए तापनि, एपिटेक्सियल वा पातलो फिल्म निक्षेपण प्रविधिहरू पनि उत्तिकै महत्त्वपूर्ण छन्। यस लेखले चिप निर्माणमा प्रयोग हुने धेरै सामान्य पातलो फिल्म निक्षेपण विधिहरू प्रस्तुत गर्दछ, जसमाMOCVD ले तपाईंलाई आवश्यक पर्ने सबै जानकारी प्रदान गर्दछ।, म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ, रPECVD का थप वस्तुहरू.
चिप निर्माणमा पातलो फिल्म प्रक्रियाहरू किन आवश्यक छन्?
उदाहरणको लागि, एउटा सादा बेक्ड फ्ल्याटब्रेडको कल्पना गर्नुहोस्। यसको आफ्नै स्वादमा, यसको स्वाद नरम हुन सक्छ। यद्यपि, सतहलाई विभिन्न ससहरूले ब्रश गरेर - जस्तै स्वादिष्ट बीन पेस्ट वा मीठो माल्ट सिरप - तपाईं यसको स्वादलाई पूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्न सक्नुहुन्छ। यी स्वाद बढाउने कोटिंगहरू जस्तै छन्पातलो फिल्महरूअर्धचालक प्रक्रियाहरूमा, जबकि फ्ल्याटब्रेड आफैंले प्रतिनिधित्व गर्दछसब्सट्रेट.
चिप निर्माणमा, पातलो फिल्महरूले धेरै कार्यात्मक भूमिकाहरू पूरा गर्छन् - इन्सुलेशन, चालकता, निष्क्रियता, प्रकाश अवशोषण, आदि - र प्रत्येक प्रकार्यलाई एक विशिष्ट निक्षेपण प्रविधि चाहिन्छ।
१. धातु-जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेपण (MOCVD)
MOCVD उच्च-गुणस्तरको अर्धचालक पातलो फिल्महरू र न्यानोस्ट्रक्चरहरूको निक्षेपणको लागि प्रयोग गरिने एक उच्च उन्नत र सटीक प्रविधि हो। यसले LED, लेजर र पावर इलेक्ट्रोनिक्स जस्ता उपकरणहरूको निर्माणमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
MOCVD प्रणालीका प्रमुख घटकहरू:
- ग्यास वितरण प्रणाली
प्रतिक्रिया कक्षमा अभिकर्ताहरूको सटीक परिचयको लागि जिम्मेवार। यसमा प्रवाह नियन्त्रण समावेश छ:
-
वाहक ग्याँसहरू
-
धातु-जैविक अग्रदूतहरू
-
हाइड्रिड ग्याँसहरू
यस प्रणालीमा वृद्धि र शुद्धीकरण मोडहरू बीच स्विच गर्न बहु-मार्ग भल्भहरू छन्।
-
प्रतिक्रिया कक्ष
प्रणालीको मुटु जहाँ वास्तविक भौतिक वृद्धि हुन्छ। घटकहरूमा समावेश छन्:-
ग्रेफाइट ससेप्टर (सब्सट्रेट होल्डर)
-
हीटर र तापक्रम सेन्सरहरू
-
इन-सीटु निगरानीको लागि अप्टिकल पोर्टहरू
-
स्वचालित वेफर लोडिङ/अनलोडिङको लागि रोबोटिक आर्महरू
-
- वृद्धि नियन्त्रण प्रणाली
प्रोग्रामेबल लजिक कन्ट्रोलरहरू र होस्ट कम्प्युटर मिलेर बनेको हुन्छ। यसले निक्षेपण प्रक्रियाभरि सटीक निगरानी र दोहोरिने क्षमता सुनिश्चित गर्दछ। -
इन-सिटु अनुगमन
पाइरोमिटर र रिफ्लेक्टोमिटर जस्ता उपकरणहरूले मापन गर्छन्:-
फिल्मको मोटाई
-
सतहको तापक्रम
-
सब्सट्रेट वक्रता
यसले वास्तविक-समय प्रतिक्रिया र समायोजन सक्षम बनाउँछ।
-
- निकास उपचार प्रणाली
सुरक्षा र वातावरणीय अनुपालन सुनिश्चित गर्न थर्मल अपघटन वा रासायनिक उत्प्रेरक प्रयोग गरेर विषाक्त उप-उत्पादनहरूको उपचार गर्दछ।
बन्द-जोडिएको शावरहेड (CCS) कन्फिगरेसन:
ठाडो MOCVD रिएक्टरहरूमा, CCS डिजाइनले शावरहेड संरचनामा वैकल्पिक नोजलहरू मार्फत ग्यासहरूलाई समान रूपमा इन्जेक्ट गर्न अनुमति दिन्छ। यसले समयपूर्व प्रतिक्रियाहरूलाई कम गर्छ र एकरूप मिश्रणलाई बढाउँछ।
-
दघुम्ने ग्रेफाइट ससेप्टरयसले ग्यासहरूको सीमा तहलाई एकरूप बनाउन मद्दत गर्छ, जसले गर्दा वेफरभरि फिल्म एकरूपतामा सुधार हुन्छ।
२. म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ
म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ एक भौतिक वाष्प निक्षेपण (PVD) विधि हो जुन पातलो फिल्महरू र कोटिंगहरू जम्मा गर्न व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी इलेक्ट्रोनिक्स, अप्टिक्स र सिरेमिकमा।
काम गर्ने सिद्धान्त:
-
लक्षित सामग्री
जम्मा गरिने स्रोत सामग्री - धातु, अक्साइड, नाइट्राइड, आदि - क्याथोडमा स्थिर हुन्छ। -
भ्याकुम चेम्बर
प्रदूषणबाट बच्नको लागि यो प्रक्रिया उच्च भ्याकुम अन्तर्गत गरिन्छ। -
प्लाज्मा उत्पादन
एउटा निष्क्रिय ग्यास, सामान्यतया आर्गन, प्लाज्मा बनाउन आयनीकृत हुन्छ। -
चुम्बकीय क्षेत्र अनुप्रयोग
आयनीकरण दक्षता बढाउन चुम्बकीय क्षेत्रले इलेक्ट्रोनहरूलाई लक्ष्यको नजिकै सीमित गर्छ। -
स्पटरिङ प्रक्रिया
आयनहरूले लक्ष्यमाथि बमबारी गर्छन्, चेम्बरबाट यात्रा गर्ने र सब्सट्रेटमा जम्मा हुने परमाणुहरूलाई विस्थापित गर्छन्।
म्याग्नेट्रोन स्पटरिङका फाइदाहरू:
-
एकरूप फिल्म निक्षेपणठूला क्षेत्रहरूमा।
-
जटिल यौगिकहरू जम्मा गर्ने क्षमता, मिश्र धातु र सिरेमिक सहित।
-
ट्युनेबल प्रक्रिया प्यारामिटरहरूमोटाई, संरचना, र सूक्ष्म संरचनाको सटीक नियन्त्रणको लागि।
-
उच्च फिल्म गुणस्तरबलियो आसंजन र यान्त्रिक शक्तिको साथ।
-
व्यापक सामग्री अनुकूलता, धातुदेखि अक्साइड र नाइट्राइडसम्म।
-
कम तापक्रम सञ्चालन, तापक्रम-संवेदनशील सब्सट्रेटहरूको लागि उपयुक्त।
३. प्लाज्मा-बढाइएको रासायनिक भाप निक्षेपण (PECVD)
PECVD सिलिकन नाइट्राइड (SiNx), सिलिकन डाइअक्साइड (SiO₂), र अमोर्फस सिलिकन जस्ता पातलो फिल्महरूको निक्षेपणको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
सिद्धान्त:
PECVD प्रणालीमा, पूर्ववर्ती ग्यासहरू भ्याकुम चेम्बरमा प्रवेश गरिन्छ जहाँ aचमक डिस्चार्ज प्लाज्माप्रयोग गरेर उत्पन्न गरिन्छ:
-
आरएफ उत्तेजना
-
डीसी उच्च भोल्टेज
-
माइक्रोवेभ वा स्पन्दित स्रोतहरू
प्लाज्माले ग्यास-फेज प्रतिक्रियाहरूलाई सक्रिय बनाउँछ, प्रतिक्रियाशील प्रजातिहरू उत्पन्न गर्दछ जुन सब्सट्रेटमा जम्मा भएर पातलो फिल्म बनाउँछ।
जम्मा गर्ने चरणहरू:
-
प्लाज्मा गठन
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रहरूबाट उत्तेजित भएर, पूर्ववर्ती ग्यासहरू प्रतिक्रियाशील रेडिकलहरू र आयनहरू बनाउन आयनीकृत हुन्छन्। -
प्रतिक्रिया र परिवहन
यी प्रजातिहरू सब्सट्रेट तर्फ सर्दा माध्यमिक प्रतिक्रियाहरूबाट गुज्रन्छन्। -
सतह प्रतिक्रिया
सब्सट्रेटमा पुगेपछि, तिनीहरूले सोस्छन्, प्रतिक्रिया गर्छन् र ठोस फिल्म बनाउँछन्। केही उप-उत्पादनहरू ग्यासको रूपमा रिलिज हुन्छन्।
PECVD का फाइदाहरू:
-
उत्कृष्ट एकरूपताफिल्मको संरचना र मोटाईमा।
-
बलियो आसंजनअपेक्षाकृत कम निक्षेपण तापक्रममा पनि।
-
उच्च निक्षेप दरहरू, यसलाई औद्योगिक स्तरको उत्पादनको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
४. पातलो फिल्म क्यारेक्टराइजेशन प्रविधिहरू
गुणस्तर नियन्त्रणको लागि पातलो फिल्महरूको गुणहरू बुझ्नु आवश्यक छ। सामान्य प्रविधिहरूमा समावेश छन्:
(१) एक्स-रे विवर्तन (XRD)
-
उद्देश्य: क्रिस्टल संरचना, जाली स्थिरांक, र अभिमुखीकरणहरूको विश्लेषण गर्नुहोस्।
-
सिद्धान्त: ब्रागको नियमको आधारमा, एक्स-रेहरू क्रिस्टलीय पदार्थ मार्फत कसरी विचलित हुन्छन् भनेर मापन गर्दछ।
-
अनुप्रयोगहरू: क्रिस्टलोग्राफी, चरण विश्लेषण, तनाव मापन, र पातलो फिल्म मूल्याङ्कन।
(२) स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM)
-
उद्देश्य: सतह आकारविज्ञान र सूक्ष्म संरचना अवलोकन गर्नुहोस्।
-
सिद्धान्त: नमूना सतह स्क्यान गर्न इलेक्ट्रोन बीम प्रयोग गर्दछ। पत्ता लगाइएका संकेतहरू (जस्तै, माध्यमिक र ब्याकस्क्याटर गरिएको इलेक्ट्रोन) ले सतह विवरणहरू प्रकट गर्दछ।
-
अनुप्रयोगहरू: पदार्थ विज्ञान, न्यानोटेक, जीवविज्ञान, र असफलता विश्लेषण।
(३) परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (AFM)
-
उद्देश्य: परमाणु वा न्यानोमिटर रिजोल्युसनमा छवि सतहमा आउँछ।
-
सिद्धान्त: एउटा धारिलो प्रोबले निरन्तर अन्तरक्रिया बल कायम राख्दै सतह स्क्यान गर्छ; ठाडो विस्थापनले त्रि-आयामिक स्थलाकृति उत्पन्न गर्छ।
-
अनुप्रयोगहरू: न्यानोस्ट्रक्चर अनुसन्धान, सतह खस्रोपन मापन, जैविक आणविक अध्ययन।
पोस्ट समय: जुन-२५-२०२५