ٿلهي فلم جمع ڪرڻ جي ٽيڪنڪ جو هڪ جامع جائزو: MOCVD، ميگنيٽرون اسپٽرنگ، ۽ PECVD

سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار ۾، جڏهن ته فوٽو ليٿوگرافي ۽ ايچنگ سڀ کان وڌيڪ ذڪر ڪيل عمل آهن، ايپيٽيڪسيل يا پتلي فلم جمع ڪرڻ جون ٽيڪنڪون به ساڳيون اهم آهن. هي مضمون چپ جي ٺهڻ ۾ استعمال ٿيندڙ ڪيترن ئي عام پتلي فلم جمع ڪرڻ جا طريقا متعارف ڪرائي ٿو، جن ۾ شامل آهنايم او سي وي ڊي, ميگنيٽرون اسپٽرنگ، ۽پي اي سي وي ڊي.

چپ ٺاهڻ ۾ پتلي فلم جا عمل ڇو ضروري آهن؟

مثال طور، هڪ سادي پڪل فليٽ بريڊ جو تصور ڪريو. پاڻ ۾، اهو شايد نرم ذائقو رکي ٿو. جڏهن ته، مٿاڇري کي مختلف ساسن سان برش ڪندي - جهڙوڪ هڪ مزيدار بين پيسٽ يا مٺي مالٽ شربت - توهان ان جي ذائقي کي مڪمل طور تي تبديل ڪري سگهو ٿا. اهي ذائقو وڌائڻ وارا ڪوٽنگ هڪجهڙا آهنپتلي فلمونسيمي ڪنڊڪٽر عملن ۾، جڏهن ته فليٽ بريڊ پاڻ نمائندگي ڪري ٿوسبسٽريٽ.

چپ ٺاهڻ ۾، پتلي فلمون ڪيترائي فنڪشنل ڪردار ادا ڪن ٿيون - موصليت، چالکائي، پاسيويشن، روشني جذب، وغيره - ۽ هر فنڪشن کي هڪ مخصوص جمع ڪرڻ جي ٽيڪنڪ جي ضرورت هوندي آهي.

1. ڌاتو-نامياتي ڪيميائي بخارات جو جمع (MOCVD)

ايم او سي وي ڊي هڪ انتهائي ترقي يافته ۽ صحيح ٽيڪنڪ آهي جيڪا اعليٰ معيار جي سيمي ڪنڊڪٽر پتلي فلمن ۽ نانو اسٽرڪچرز جي جمع ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندي آهي. اهو ايل اي ڊي، ليزر، ۽ پاور اليڪٽرانڪس جهڙن ڊوائيسز جي ٺاھڻ ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو.

MOCVD سسٽم جا اهم جزا:

• گئس پهچائڻ جو نظام
  رد عمل چيمبر ۾ رد عمل ڪندڙن جي صحيح تعارف لاءِ ذميوار. ان ۾ وهڪري جو ڪنٽرول شامل آهي:

• ڪيريئر گيسز

• ڌاتو-نامياتي اڳڪٿيون

• هائيڊرائيڊ گيسون
  سسٽم ۾ واڌ ۽ صاف ڪرڻ جي طريقن جي وچ ۾ سوئچ ڪرڻ لاءِ ملٽي وي والوز شامل آهن.

• رد عمل چيمبر
  نظام جو دل جتي اصل مادي واڌ ويجهه ٿيندي آهي. اجزاء ۾ شامل آهن:

  • Graphite susceptor (سبسٽريٽ هولڊر)

  • هيٽر ۽ گرمي پد سينسر

  • ان-سيٽو مانيٽرنگ لاءِ آپٽيڪل پورٽس

  • خودڪار ويفر لوڊنگ/ان لوڊنگ لاءِ روبوٽڪ هٿيار

• واڌ ڪنٽرول سسٽم
  پروگراميبل لاجڪ ڪنٽرولرز ۽ هڪ هوسٽ ڪمپيوٽر تي مشتمل آهي. اهي جمع ڪرڻ جي عمل دوران صحيح نگراني ۽ ورجائي جي صلاحيت کي يقيني بڻائين ٿا.

• ان-سيٽو مانيٽرنگ
  اوزار جهڙوڪ پائروميٽر ۽ ريفليڪٽوميٽر ماپ:

  • فلم جي ٿولهه

  • مٿاڇري جو گرمي پد

  • سبسٽريٽ وکر
    اهي حقيقي وقت جي موٽ ۽ ترتيب کي فعال ڪن ٿا.

• ايگزاسٽ ٽريٽمينٽ سسٽم
  حفاظت ۽ ماحولياتي تعميل کي يقيني بڻائڻ لاءِ تھرمل ڊمپوزيشن يا ڪيميڪل ڪيٽيليسس استعمال ڪندي زهريلي ضمني شين جو علاج ڪري ٿو.

بند ٿيل جوڙيل شاور هيڊ (سي سي ايس) ترتيب:

عمودي MOCVD ري ايڪٽرن ۾، CCS ڊيزائن گيس کي شاور هيڊ جي جوڙجڪ ۾ متبادل نوزل ذريعي هڪجهڙائي سان داخل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. اهو وقت کان اڳ رد عمل کي گهٽائي ٿو ۽ هڪجهڙائي واري ميلاپ کي وڌائي ٿو.

• جيگھمندڙ گريفائيٽ سسپيٽروڌيڪ گيسن جي حد جي پرت کي هڪجهڙائي ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي، ويفر ۾ فلم جي هڪجهڙائي کي بهتر بڻائي ٿي.

2. ميگنيٽرون اسپٽرنگ

ميگنيٽرون اسپٽرنگ هڪ جسماني بخار جمع ڪرڻ (PVD) طريقو آهي جيڪو وڏي پيماني تي پتلي فلمن ۽ ڪوٽنگن کي جمع ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي، خاص طور تي اليڪٽرانڪس، آپٽڪس ۽ سيرامڪس ۾.

ڪم ڪرڻ جو اصول:

1. ٽارگيٽ مواد
   جمع ٿيڻ وارو ذريعو مواد - ڌاتو، آڪسائيڊ، نائٽرائڊ، وغيره - هڪ ڪيٿوڊ تي لڳل آهي.

2. ويڪيوم چيمبر
   آلودگي کان بچڻ لاءِ اهو عمل اعليٰ ويڪيوم هيٺ ڪيو ويندو آهي.

3. پلازما جنريشن
   هڪ غير فعال گئس، عام طور تي آرگن، پلازما ٺاهڻ لاءِ آئنائيز ڪئي ويندي آهي.

4. مقناطيسي ميدان جي درخواست
   هڪ مقناطيسي ميدان آئنائيزيشن جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاءِ اليڪٽران کي هدف جي ويجهو محدود ڪري ٿو.

5. ڦاٽڻ جو عمل
   آئن نشانو تي بمباري ڪندا آهن، ايٽم کي خارج ڪندا آهن جيڪي چيمبر مان سفر ڪندا آهن ۽ سبسٽريٽ تي جمع ٿيندا آهن.

ميگنيٽرون اسپٽرنگ جا فائدا:

• يونيفارم فلم جمع ڪرائڻوڏن علائقن ۾.

• پيچيده مرڪب جمع ڪرڻ جي صلاحيت، جنهن ۾ مصر ۽ سيرامڪس شامل آهن.

• ٽيونبل پروسيس پيرا ميٽرزٿلهي، بناوت، ۽ مائڪرو اسٽرڪچر جي صحيح ڪنٽرول لاءِ.

• اعليٰ فلمي معيارمضبوط چپڪندڙ ۽ ميڪيڪل طاقت سان.

• وسيع مواد جي مطابقت، ڌاتو کان وٺي آڪسائيڊ ۽ نائٽرائڊ تائين.

• گھٽ درجه حرارت تي آپريشن، گرمي پد جي لحاظ کان حساس ذيلي ذخيرن لاءِ موزون.

3. پلازما-اينهانسڊ ڪيميڪل وانپ ڊيپوزيشن (PECVD)

PECVD وڏي پيماني تي سلڪون نائٽرائڊ (SiNx)، سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO₂)، ۽ بي شڪل سلڪون جهڙن پتلي فلمن جي جمع ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

اصول:

PECVD سسٽم ۾، اڳوڻن گيسن کي هڪ ويڪيوم چيمبر ۾ داخل ڪيو ويندو آهي جتي هڪچمڪ خارج ٿيندڙ پلازمااستعمال ڪندي پيدا ڪيو ويندو آهي:

• آر ايف جوش

• ڊي سي هاءِ وولٽيج

• مائڪرو ويڪرو يا نبض وارا ذريعا

پلازما گئس-مرحلي جي رد عمل کي چالو ڪري ٿو، رد عمل واريون جنسون پيدا ڪري ٿو جيڪي سبسٽريٽ تي جمع ٿي هڪ پتلي فلم ٺاهين ٿيون.

جمع ڪرائڻ جا مرحلا:

1. پلازما جي ٺهڻ
   برقي مقناطيسي شعبن کان پرجوش ٿي، اڳوڻن گيسن آئنائيز ٿي رد عمل واري ريڊيڪل ۽ آئن ٺاهيندا آهن.

2. رد عمل ۽ ٽرانسپورٽ
   اهي جنسون ثانوي رد عمل مان گذرن ٿيون جيئن اهي سبسٽريٽ ڏانهن وڌن ٿيون.

3. مٿاڇري جو رد عمل
   سبسٽريٽ تائين پهچڻ تي، اهي جذب ڪن ٿا، رد عمل ڪن ٿا، ۽ هڪ مضبوط فلم ٺاهين ٿا. ڪجهه ضمني پراڊڪٽس گيسن جي طور تي ڇڏيا ويندا آهن.

PECVD جا فائدا:

• بهترين هڪجهڙائيفلم جي بناوت ۽ ٿلهي ۾.

• مضبوط چپڪندڙجيتوڻيڪ نسبتاً گهٽ جمع ٿيندڙ درجه حرارت تي.

• جمع ڪرائڻ جي اعليٰ شرح، ان کي صنعتي پيماني تي پيداوار لاءِ موزون بڻائي ٿو.

4. ٿلهي فلم جي ڪردار نگاري جون ٽيڪنڪون

معيار جي ڪنٽرول لاءِ پتلي فلمن جي خاصيتن کي سمجهڻ ضروري آهي. عام طريقن ۾ شامل آهن:

(1) ايڪس ري ڊفريڪشن (XRD)

• مقصد: ڪرسٽل جي بناوتن، جالي جي مستقل، ۽ رخن جو تجزيو ڪريو.

• اصول: براگ جي قانون جي بنياد تي، اهو ماپي ٿو ته ايڪس ريز ڪرسٽل مواد ذريعي ڪيئن ڦهلجن ٿا.

• درخواستون: ڪرسٽلوگرافي، مرحلي جو تجزيو، دٻاءُ جي ماپ، ۽ پتلي فلم جو جائزو.

(2) اسڪيننگ اليڪٽران مائڪرو اسڪوپي (SEM)

• مقصد: مٿاڇري جي مورفولوجي ۽ مائڪرو اسٽرڪچر جو مشاهدو ڪريو.

• اصول: نموني جي مٿاڇري کي اسڪين ڪرڻ لاءِ اليڪٽران بيم استعمال ڪندو آهي. معلوم ٿيل سگنل (مثال طور، ثانوي ۽ پوئتي پکڙيل اليڪٽران) مٿاڇري جي تفصيل ظاهر ڪندا آهن.

• درخواستون: مواد سائنس، نانو ٽيڪنالاجي، حياتيات، ۽ ناڪامي جو تجزيو.

(3) ايٽمي فورس مائڪرو اسڪوپي (AFM)

• مقصد: تصوير ايٽمي يا نانو ميٽر ريزوليوشن تي مٿاڇري تي.

• اصول: هڪ تيز پروب مسلسل رابطي جي قوت کي برقرار رکندي مٿاڇري کي اسڪين ڪري ٿو؛ عمودي بي گھرڻ هڪ 3D ٽوپوگرافي پيدا ڪري ٿو.

• درخواستون: نانو اسٽرڪچر ريسرچ، مٿاڇري جي خرابي جي ماپ، بايو ماليڪيولر اسٽڊيز.