En fabrikado de duonkonduktaĵoj, dum fotolitografio kaj gravurado estas la plej ofte menciitaj procezoj, epitaksaj aŭ maldikaj filmdeponaj teknikoj estas same kritikaj. Ĉi tiu artikolo prezentas plurajn komunajn metodojn de maldikaj filmdeponaj uzataj en icofabrikado, inkluzive deMOCVD, magnetrona ŝprucado, kajPECVD.
Kial Maldikaj Filmaj Procezoj Estas Esencaj en Ĉipfabrikado?
Por ilustri, imagu simplan bakitan platpanon. Aparte, ĝi eble gustumas banala. Tamen, per ŝmirado de la surfaco per diversaj saŭcoj — kiel bongusta fabpasto aŭ dolĉa malta siropo — vi povas tute transformi ĝian guston. Ĉi tiuj gustoplibonigaj tegaĵoj similas almaldikaj filmojen duonkonduktaĵaj procezoj, dum la platpano mem reprezentas lasubstrato.
En icofabrikado, maldikaj filmoj servas multajn funkciajn rolojn - izoladon, konduktivecon, pasivigon, lumsorbadon, ktp. - kaj ĉiu funkcio postulas specifan deponteknikon.
1. Metal-Organika Kemia Vapora Deponado (MOCVD)
MOCVD estas tre progresinta kaj preciza tekniko uzata por la deponado de altkvalitaj duonkonduktaĵaj maldikaj filmoj kaj nanostrukturoj. Ĝi ludas gravan rolon en la fabrikado de aparatoj kiel LED-oj, laseroj kaj potencelektroniko.
Ŝlosilaj Komponantoj de MOCVD-Sistemo:
- Gasa Livera Sistemo
Respondeca pri la preciza enkonduko de reakciantoj en la reakcian ĉambron. Tio inkluzivas flukontrolon de:
-
Portantaj gasoj
-
Metal-organikaj antaŭuloj
-
Hidridaj gasoj
La sistemo havas plurvojajn valvojn por ŝalti inter kresko- kaj elpurigreĝimoj.
-
Reakcia Ĉambro
La koro de la sistemo, kie okazas efektiva kresko de materialo. Komponantoj inkluzivas:-
Grafita susceptor (substrato tenilo)
-
Hejtilo kaj temperatursensiloj
-
Optikaj pordoj por surloka monitorado
-
Robotaj brakoj por aŭtomatigita ŝarĝado/malŝarĝado de oblatoj
-
- Kreskokontrola Sistemo
Konsistas el programeblaj logikaj regiloj kaj gastiga komputilo. Ĉi tiuj certigas precizan monitoradon kaj ripeteblon dum la tuta deponadprocezo. -
Surloka monitorado
Iloj kiel pirometroj kaj reflektometroj mezuras:-
Filmdikeco
-
Surfaca temperaturo
-
Substrata kurbeco
Ĉi tiuj ebligas realtempan retrosciigon kaj alĝustigon.
-
- Degasa Traktada Sistemo
Traktas toksajn kromproduktojn uzante termikan putriĝon aŭ kemian katalizon por certigi sekurecon kaj median konformecon.
Konfiguracio de Fermit-Kunigita Duŝkapo (KKS):
En vertikalaj MOCVD-reaktoroj, la CCS-dezajno permesas unuforme injekti gasojn tra alternaj ajutoj en duŝkapa strukturo. Tio minimumigas trofruajn reakciojn kaj plibonigas unuforman miksadon.
-
Larotacianta grafita susceptoroplue helpas homogenigi la limtavolon de gasoj, plibonigante filmhomogenecon trans la oblato.
2. Magnetrona ŝprucado
Magnetrona ŝprucado estas fizika vapora deponada (PVD) metodo vaste uzata por deponi maldikajn filmojn kaj tegaĵojn, precipe en elektroniko, optiko kaj ceramikaĵo.
Funkciprincipo:
-
Cela Materialo
La fontomaterialo deponenda — metalo, oksido, nitrido, ktp. — estas fiksita sur katodo. -
Vakua Ĉambro
La procezo estas efektivigata sub alta vakuo por eviti poluadon. -
Plasmo-Generacio
Inerta gaso, tipe argono, estas jonigita por formi plasmon. -
Apliko de Magneta Kampo
Magneta kampo limigas elektronojn proksime de la celo por plibonigi jonigan efikecon. -
Ŝprucanta Procezo
Jonoj bombadas la celon, delokigante atomojn, kiuj vojaĝas tra la ĉambro kaj deponiĝas sur la substraton.
Avantaĝoj de Magnetrona Ŝprucado:
-
Unuforma Filma Deponadotrans grandajn areojn.
-
Kapablo Deponi Kompleksajn Komponaĵojn, inkluzive de alojoj kaj ceramikaĵoj.
-
Agordeblaj Procezaj Parametrojpor preciza kontrolo de dikeco, konsisto kaj mikrostrukturo.
-
Alta Filma Kvalitokun forta adhero kaj mekanika forto.
-
Larĝa Materiala Kongrueco, de metaloj ĝis oksidoj kaj nitridoj.
-
Malalt-Temperatura Operacio, taŭga por temperatur-sentemaj substratoj.
3. Plasmo-Plibonigita Kemia Vapora Deponado (PECVD)
PECVD estas vaste uzata por la deponado de maldikaj filmoj kiel silicia nitrido (SiNx), silicia dioksido (SiO₂), kaj amorfa silicio.
Principo:
En PECVD-sistemo, antaŭgasoj estas enkondukitaj en vakuokameron, kieekluma plasmoestas generita uzante:
-
RF-ekscito
-
Alta tensio de kontinua kurento
-
Mikroondaj aŭ pulsitaj fontoj
La plasmo aktivigas la gasfazajn reakciojn, generante reaktivajn speciojn kiuj deponiĝas sur la substrato por formi maldikan filmon.
Paŝoj de Deponado:
-
Plasmo-Formacio
Ekscititaj de elektromagnetaj kampoj, antaŭgasoj joniĝas por formi reaktivajn radikalulojn kaj jonojn. -
Reakcio kaj Transporto
Ĉi tiuj specioj spertas sekundarajn reakciojn dum ili moviĝas direkte al la substrato. -
Surfaca Reakcio
Atinginte la substraton, ili adsorbas, reagas, kaj formas solidan filmon. Kelkaj kromproduktoj liberiĝas kiel gasoj.
Avantaĝoj de PECVD:
-
Bonega Unuformecoen filmkonsisto kaj dikeco.
-
Forta Adheroeĉ ĉe relative malaltaj depoziĝaj temperaturoj.
-
Altaj Depoziciaj Tarifoj, igante ĝin taŭga por industri-skala produktado.
4. Teknikoj por karakterizado de maldikaj filmoj
Kompreni la ecojn de maldikaj filmoj estas esenca por kvalito-kontrolo. Oftaj teknikoj inkluzivas:
(1) Rentgen-difrakto (XRD)
-
CeloAnalizu kristalstrukturojn, kradkonstantojn kaj orientiĝojn.
-
PrincipoBazita sur la leĝo de Bragg, mezuras kiel rentgenradioj difraktas tra kristala materialo.
-
AplikojKristalografio, fazanalizo, trostreĉmezurado, kaj maldika filmtaksado.
(2) Skananta Elektrona Mikroskopio (SEM)
-
CeloObservu surfacan morfologion kaj mikrostrukturon.
-
PrincipoUzas elektronfaskon por skani la specimenan surfacon. Detektitaj signaloj (ekz., sekundaraj kaj retrodisĵetitaj elektronoj) malkaŝas surfacajn detalojn.
-
AplikojMaterialscienco, nanoteknologio, biologio kaj analizo de difektoj.
(3) Atomforta Mikroskopio (AFM)
-
CeloBildaj surfacoj je atoma aŭ nanometra distingivo.
-
PrincipoAkra sondilo skanas la surfacon konservante konstantan interagan forton; vertikalaj delokiĝoj generas 3D topografion.
-
AplikojNanostruktura esplorado, mezurado de surfaca malglateco, biomolekulaj studoj.
Afiŝtempo: 25-a de junio 2025