1. ບົດແນະນຳ
ຂະບວນການຂອງການຕິດສານ (ວັດຖຸດິບ) ກັບຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸ substrate ໂດຍວິທີການທາງກາຍະພາບຫຼືທາງເຄມີເອີ້ນວ່າການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາບາງໆ.
ອີງຕາມຫຼັກການການເຮັດວຽກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ການປະສົມປະສານຮູບເງົາບາງໃນວົງຈອນສາມາດແບ່ງອອກເປັນ:
- ທາດອາຍອາຍພິດທາງກາຍ (PVD);
- ທາດອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD);
- ການຂະຫຍາຍ.
2. ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາບາງ
2.1 ຂະບວນການປ່ອຍອາຍພິດທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະ sputtering
ຂະບວນການປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍະພາບ (PVD) ຫມາຍເຖິງການນໍາໃຊ້ວິທີການທາງດ້ານຮ່າງກາຍເຊັ່ນ: ການລະເຫີຍສູນຍາກາດ, sputtering, ການເຄືອບ plasma ແລະ molecular beam epitaxy ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງໆຢູ່ດ້ານຂອງ wafer.
ໃນອຸດສາຫະກໍາ VLSI, ເຕັກໂນໂລຢີ PVD ທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດແມ່ນ sputtering, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບ electrodes ແລະໂລຫະເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານ. Sputtering ແມ່ນຂະບວນການທີ່ທາດອາຍຜິດທີ່ຫາຍາກ [ເຊັ່ນ: argon (Ar)] ຖືກ ionized ເປັນ ions (ເຊັ່ນ Ar+) ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງສະຫນາມໄຟຟ້າພາຍນອກພາຍໃຕ້ສະພາບສູນຍາກາດສູງ, ແລະຖິ້ມລະເບີດໃສ່ແຫຼ່ງເປົ້າຫມາຍວັດສະດຸພາຍໃຕ້ສະພາບແວດລ້ອມແຮງດັນສູງ, ເຄາະປະລໍາມະນູຫຼືໂມເລກຸນຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນມາຮອດຫນ້າດິນຂອງ wafer ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງໆຫຼັງຈາກຂະບວນການບິນທີ່ບໍ່ມີການປະທະກັນ. Ar ມີຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ແລະ ions ຂອງມັນຈະບໍ່ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີກັບວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍແລະຮູບເງົາ. ໃນຂະນະທີ່ຊິບວົງຈອນປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນຍຸກເຊື່ອມຕໍ່ທອງແດງ 0.13μm, ຊັ້ນວັດສະດຸກີດຂວາງທອງແດງໃຊ້ titanium nitride (TiN) ຫຼື tantalum nitride (TaN). ຄວາມຕ້ອງການເຕັກໂນໂລຊີອຸດສາຫະກໍາໄດ້ສົ່ງເສີມການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີ sputtering ຕິກິຣິຍາເຄມີ, ນັ້ນແມ່ນ, ໃນຫ້ອງ sputtering, ນອກເຫນືອໄປຈາກ Ar, ຍັງມີໄນໂຕຣເຈນທີ່ມີທາດອາຍຜິດປະຕິກິລິຍາ (N2), ດັ່ງນັ້ນ Ti ຫຼື Ta bombarded ຈາກ. ວັດຖຸເປົ້າໝາຍ Ti ຫຼື Ta ປະຕິກິລິຍາກັບ N2 ເພື່ອສ້າງຮູບເງົາ TiN ຫຼື TaN ທີ່ຕ້ອງການ.
ມີສາມວິທີການ sputtering ທົ່ວໄປ, ຄື DC sputtering, RF sputtering ແລະ magnetron sputtering. ໃນຂະນະທີ່ການເຊື່ອມໂຍງຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຈໍານວນຂອງຊັ້ນຂອງສາຍໄຟໂລຫະຫຼາຍຊັ້ນແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ PVD ໄດ້ກາຍເປັນຫຼາຍແລະກວ້າງຂວາງ. ວັດສະດຸ PVD ປະກອບມີ Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, ແລະອື່ນໆ.
ຂະບວນການ PVD ແລະ sputtering ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນສໍາເລັດໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາປະທັບຕາສູງທີ່ມີລະດັບສູນຍາກາດຂອງ 1 × 10-7 ເຖິງ 9 × 10-9 Torr, ເຊິ່ງສາມາດຮັບປະກັນຄວາມບໍລິສຸດຂອງອາຍແກັສໃນລະຫວ່າງການຕິກິຣິຍາ; ໃນເວລາດຽວກັນ, ແຮງດັນສູງພາຍນອກແມ່ນຕ້ອງການ ionize ອາຍແກັສທີ່ຫາຍາກເພື່ອສ້າງແຮງດັນສູງພຽງພໍທີ່ຈະລະເບີດເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ. ຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການປະເມີນ PVD ແລະຂະບວນການ sputtering ປະກອບມີປະລິມານຂອງຂີ້ຝຸ່ນ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບມູນຄ່າການຕໍ່ຕ້ານ, ຄວາມເປັນເອກະພາບ, ຄວາມຫນາສະທ້ອນແລະຄວາມກົດດັນຂອງຮູບເງົາສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ.
2.2 ຂະບວນການລະຫວ່າງ Vapor ເຄມີແລະ Sputtering
ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD) ໝາຍເຖິງເທັກໂນໂລຍີຂະບວນການທີ່ທາດປະຕິກອນທາດອາຍແກັສຕ່າງໆທີ່ມີຄວາມກົດດັນບາງສ່ວນແຕກຕ່າງກັນປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນອຸນຫະພູມແລະຄວາມດັນທີ່ແນ່ນອນ, ແລະສານແຂງທີ່ສ້າງຂຶ້ນຈະຖືກຝາກຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸຍ່ອຍເພື່ອໃຫ້ໄດ້ບາງໆທີ່ຕ້ອງການ. ຮູບເງົາ. ໃນຂະບວນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານແບບດັ້ງເດີມ, ວັດສະດຸແຜ່ນບາງໆທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນທາດປະສົມເຊັ່ນ: oxides, nitrides, carbides, ຫຼືວັດສະດຸເຊັ່ນ: polycrystalline silicon ແລະ amorphous silicon. ການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ການຄັດເລືອກ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຫຼັງຈາກ node 45nm, ເຊັ່ນ: ແຫຼ່ງແລະລະບາຍ SiGe ຫຼື Si selective epitaxial growth, ຍັງເປັນເທກໂນໂລຍີ CVD.
ເທກໂນໂລຍີນີ້ສາມາດສືບຕໍ່ປະກອບເປັນວັດສະດຸຜລຶກດຽວຂອງປະເພດດຽວກັນຫຼືຄ້າຍຄືກັນກັບເສັ້ນໄຍຕົ້ນສະບັບຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນໄປເຊຍກັນຂອງຊິລິໂຄນຫຼືວັດສະດຸອື່ນໆຕາມເສັ້ນດ່າງຕົ້ນສະບັບ. CVD ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ insulating dielectric (ເຊັ່ນ: SiO2, Si3N4 ແລະ SiON, ແລະອື່ນໆ) ແລະຮູບເງົາໂລຫະ (ເຊັ່ນ: tungsten, ແລະອື່ນໆ).
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ອີງຕາມການຈັດປະເພດຄວາມກົດດັນ, CVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນຄວາມກົດດັນຂອງບັນຍາກາດສານເຄມີ vapor deposition (APCVD), sub-atmosphere pressure vapor deposition (SAPCVD) ແລະ low pressure vapor deposition (LPCVD).
ອີງຕາມການຈັດປະເພດອຸນຫະພູມ, CVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນອຸນຫະພູມສູງ / ອຸນຫະພູມຕ່ໍາ oxide film deposition ອາຍເຄມີ (HTO / LTO CVD) ແລະການປ່ອຍອາຍແກັສທາງເຄມີຢ່າງວ່ອງໄວ (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
ອີງຕາມແຫຼ່ງຕິກິຣິຍາ, CVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ CVD ທີ່ອີງໃສ່ silane, polyester-based CVD (TEOS-based CVD) ແລະ metal organic vapor deposition (MOCVD);
ອີງຕາມການຈັດປະເພດພະລັງງານ, CVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນການປ່ອຍອາຍພິດເຄມີຄວາມຮ້ອນ (Thermal CVD), plasma ປັບປຸງ vapor deposition ສານເຄມີ (Plasma Enhanced CVD, PECVD) ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ plasma vapor deposition (High Density Plasma CVD, HDPCVD). ບໍ່ດົນມານີ້, ການປ່ອຍອາຍພິດສານເຄມີທີ່ສາມາດໄຫຼໄດ້ (Flowable CVD, FCVD) ທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງທີ່ດີເລີດກໍ່ໄດ້ຖືກພັດທະນາ.
ຮູບເງົາທີ່ປູກ CVD ທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ເຊັ່ນ: ອົງປະກອບທາງເຄມີ, ຄົງທີ່ dielectric, ຄວາມກົດດັນ, ຄວາມກົດດັນແລະການທໍາລາຍແຮງດັນ) ແລະສາມາດນໍາໃຊ້ແຍກຕ່າງຫາກຕາມຄວາມຕ້ອງການຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມ, ການຄຸ້ມຄອງຂັ້ນຕອນ, ຄວາມຕ້ອງການຕື່ມ, ແລະອື່ນໆ).
2.3 ຂະບວນການປ່ອຍຊັ້ນປະລໍາມະນູ
Atomic layer deposition (ALD) ຫມາຍເຖິງການຕົກຄ້າງຂອງຊັ້ນອະຕອມໂດຍຊັ້ນໃນວັດສະດຸ substrate ໂດຍການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນຮູບເງົາປະລໍາມະນູດຽວໂດຍຊັ້ນ. ALD ປົກກະຕິໃຊ້ວິທີການປ້ອນທາດຄາໂບໄຮເດຣດເຂົ້າໄປໃນເຕົາປະຕິກອນໃນລັກສະນະສະຫຼັບຂອງກໍາມະຈອນ.
ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ທໍາອິດ, ຄາຣະວາຕິກິຣິຍາ 1 ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນພື້ນຜິວ substrate, ແລະຫຼັງຈາກການດູດຊຶມສານເຄມີ, ຊັ້ນປະລໍາມະນູດຽວໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນຫນ້າດິນ substrate; ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄາຣະວາ 1 ທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນພື້ນຜິວ substrate ແລະຢູ່ໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາແມ່ນ pumped ອອກໂດຍ pump ອາກາດ; ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄາຣະວາຕິກິຣິຍາ 2 ໄດ້ຖືກນໍາເຂົ້າໄປໃນຫນ້າດິນ substrate, ແລະປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີກັບຄາຣະວາ 1 adsorbed ເທິງຫນ້າດິນ substrate ເພື່ອສ້າງວັດສະດຸຟິມບາງໆທີ່ສອດຄ້ອງກັນແລະຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສອດຄ້ອງກັນຢູ່ເທິງພື້ນຜິວ substrate; ເມື່ອ precursor 1 reacts ຢ່າງສົມບູນ, ຕິກິຣິຍາຈະຢຸດເຊົາອັດຕະໂນມັດ, ຊຶ່ງເປັນລັກສະນະຈໍາກັດຕົນເອງຂອງ ALD, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ reactants ທີ່ຍັງເຫຼືອແລະ by-products ໄດ້ຖືກສະກັດເພື່ອກະກຽມສໍາລັບຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປຂອງການຂະຫຍາຍຕົວ; ໂດຍການເຮັດຊ້ໍາຂະບວນການຂ້າງເທິງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ການຖິ້ມຂອງວັດສະດຸແຜ່ນບາງໆທີ່ປູກເປັນຊັ້ນໂດຍຊັ້ນດ້ວຍປະລໍາມະນູດຽວສາມາດບັນລຸໄດ້.
ທັງ ALD ແລະ CVD ແມ່ນວິທີການແນະນໍາແຫຼ່ງປະຕິກິລິຍາເຄມີຂອງທາດອາຍແກັສເພື່ອປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຢູ່ເທິງພື້ນຜິວ, ແຕ່ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າແຫຼ່ງຕິກິຣິຍາຂອງທາດອາຍແກັສຂອງ CVD ບໍ່ມີລັກສະນະຈໍາກັດການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຕົນເອງ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າກຸນແຈສໍາລັບການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ ALD ແມ່ນການຊອກຫາຄາຣະວາທີ່ມີຄຸນສົມບັດຕິກິຣິຍາຈໍາກັດຕົນເອງ.
2.4 ຂະບວນການ Epitaxial
ຂະບວນການ Epitaxial ຫມາຍເຖິງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນຜລຶກດຽວທີ່ສັ່ງຢ່າງສົມບູນຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ຂະບວນການ epitaxial ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນໄປເຊຍກັນທີ່ມີທິດທາງ lattice ດຽວກັນກັບ substrate ຕົ້ນສະບັບໃນ substrate ໄປເຊຍກັນດຽວ. ຂະບວນການ Epitaxial ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດ semiconductor, ເຊັ່ນ: epitaxial wafers silicon ໃນອຸດສາຫະກໍາວົງຈອນປະສົມປະສານ, ແຫຼ່ງຝັງແລະ drain epitaxial ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ transistors MOS, ການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ສຸດ substrates LED, ແລະອື່ນໆ.
ອີງຕາມລັດໄລຍະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງແຫຼ່ງການຂະຫຍາຍຕົວ, ວິທີການການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ສາມາດແບ່ງອອກເປັນ epitaxy ໄລຍະແຂງ, epitaxy ໄລຍະຂອງແຫຼວ, ແລະ epitaxy ໄລຍະ vapor. ໃນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານ, ວິທີການ epitaxial ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປແມ່ນ epitaxy ໄລຍະແຂງແລະໄລຍະ vapor epitaxy.
epitaxy ໄລຍະແຂງ: ໝາຍເຖິງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຊັ້ນຜລຶກດຽວຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງແຂງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ການຫມູນວຽນຄວາມຮ້ອນຫຼັງຈາກການປູກຝັງ ion ແມ່ນຕົວຈິງແລ້ວຂະບວນການ epitaxy ໄລຍະແຂງ. ໃນລະຫວ່າງການປູກຝັງ ion, ປະລໍາມະນູຂອງຊິລິໂຄນຂອງ wafer ຊິລິໂຄນໄດ້ຖືກລະເບີດໂດຍ ions implanted ພະລັງງານສູງ, ຊຶ່ງເຮັດໃຫ້ຕໍາແຫນ່ງເສັ້ນດ່າງຕົ້ນສະບັບຂອງເຂົາເຈົ້າແລະກາຍເປັນ amorphous, ປະກອບເປັນຊັ້ນ silicon amorphous. ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມສານຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງ, ປະລໍາມະນູ amorphous ກັບຄືນໄປບ່ອນຕໍາແຫນ່ງຂອງມັນແລະຍັງຄົງທີ່ສອດຄ່ອງກັບການປະຖົມນິເທດໄປເຊຍກັນປະລໍາມະນູພາຍໃນ substrate ໄດ້.
ວິທີການການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄລຍະ vapor epitaxy ປະກອບມີໄລຍະ vapor epitaxy ເຄມີ, epitaxy beam ໂມເລກຸນ, epitaxy ຊັ້ນປະລໍາມະນູ, ແລະອື່ນໆ. ໃນການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານ, epitaxy ໄລຍະ vapor ເຄມີແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ. ຫຼັກການຂອງໄລຍະ vapor ເຄມີ epitaxy ແມ່ນພື້ນຖານດຽວກັນກັບການລະລາຍຂອງ vapor ເຄມີ. ທັງສອງແມ່ນຂະບວນການທີ່ຝາກຮູບເງົາບາງໆໂດຍການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຢູ່ດ້ານຂອງ wafers ຫຼັງຈາກປະສົມອາຍແກັສ.
ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າເນື່ອງຈາກວ່າໄລຍະ vapor ເຄມີ epitaxy ຈະເລີນເຕີບໂຕເປັນຊັ້ນໄປເຊຍກັນດຽວ, ມັນມີຄວາມຕ້ອງການສູງສໍາລັບເນື້ອໃນ impurity ໃນອຸປະກອນແລະຄວາມສະອາດຂອງຫນ້າດິນ wafer ໄດ້. ຂະບວນການຊີລິຄອນ epitaxial ໄລຍະອາຍຂອງສານເຄມີໃນຕອນຕົ້ນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະຕິບັດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມສູງ (ສູງກວ່າ 1000 ° C). ດ້ວຍການປັບປຸງອຸປະກອນຂະບວນການ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນການຮັບຮອງເອົາເທກໂນໂລຍີຫ້ອງແລກປ່ຽນສູນຍາກາດ, ຄວາມສະອາດຂອງທໍ່ອຸປະກອນແລະຫນ້າດິນຂອງ silicon wafer ໄດ້ຖືກປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະ silicon epitaxy ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ (600-700 °. ຄ). ຂະບວນການ wafer ຊິລິໂຄນ epitaxial ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນຂອງຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດຽວຢູ່ດ້ານຂອງ wafer ຊິລິໂຄນ.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບຊັ້ນຍ່ອຍຊິລິໂຄນຕົ້ນສະບັບ, ຊັ້ນຊິລິໂຄນ epitaxial ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງກວ່າແລະຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງເສັ້ນດ່າງຫນ້ອຍ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງຜົນຜະລິດຂອງການຜະລິດ semiconductor. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການເຕີບໂຕແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ຂອງຊັ້ນຊິລິໂຄນ epitaxial ທີ່ປູກຢູ່ໃນ wafer ຊິລິໂຄນສາມາດໄດ້ຮັບການອອກແບບທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ເຊິ່ງນໍາເອົາຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນການອອກແບບຂອງອຸປະກອນ, ເຊັ່ນ: ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຂອງ substrate ແລະເພີ່ມຄວາມໂດດດ່ຽວຂອງ substrate. ຂະບວນການ epitaxial ແຫຼ່ງທີ່ຝັງຢູ່ - ລະບາຍນ້ໍາແມ່ນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນໂຫນດເຕັກໂນໂລຢີຕາມເຫດຜົນຂັ້ນສູງ.
ມັນຫມາຍເຖິງຂະບວນການຂອງການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxially doped germanium silicon ຫຼື silicon ໃນແຫຼ່ງແລະພື້ນທີ່ລະບາຍຂອງ transistors MOS. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງການແນະນໍາຂະບວນການ epitaxial ແຫຼ່ງຝັງຝັງ - ລະບາຍນ້ໍາປະກອບມີ: ການຂະຫຍາຍຕົວຊັ້ນ pseudocrystalline ທີ່ມີຄວາມກົດດັນເນື່ອງຈາກການປັບຕົວຂອງເສັ້ນດ່າງ, ປັບປຸງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຊ່ອງທາງ; in-situ doping ຂອງແຫຼ່ງແລະທໍ່ລະບາຍນ້ໍາສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຂອງແມ່ກາຝາກຂອງແຫຼ່ງ - drain junction ແລະຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ implantation ion ພະລັງງານສູງ.
3. ອຸປະກອນການຂະຫຍາຍຕົວຮູບເງົາບາງ
3.1 ອຸປະກອນລະເຫີຍສູນຍາກາດ
ການລະເຫີຍສູນຍາກາດແມ່ນວິທີການເຄືອບທີ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸແຂງຢູ່ໃນຫ້ອງສູນຍາກາດເພື່ອເຮັດໃຫ້ພວກມັນລະເຫີຍ, vaporize ຫຼື sublimate, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ condense ແລະຝາກໄວ້ເທິງຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸ substrate ໃນອຸນຫະພູມສະເພາະໃດຫນຶ່ງ.
ປົກກະຕິແລ້ວມັນປະກອບດ້ວຍສາມສ່ວນ, ຄືລະບົບສູນຍາກາດ, ລະບົບການລະເຫີຍແລະລະບົບຄວາມຮ້ອນ. ລະບົບສູນຍາກາດປະກອບດ້ວຍທໍ່ສູນຍາກາດແລະປັ໊ມສູນຍາກາດ, ແລະຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍຂອງມັນແມ່ນການສະຫນອງສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດທີ່ມີຄຸນສົມບັດສໍາລັບການລະເຫີຍ. ລະບົບການລະເຫີຍປະກອບດ້ວຍຕາຕະລາງການລະເຫີຍ, ອົງປະກອບຄວາມຮ້ອນແລະອົງປະກອບການວັດແທກອຸນຫະພູມ.
ວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍທີ່ຈະ evaporated (ເຊັ່ນ: Ag, Al, ແລະອື່ນໆ) ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນຕາຕະລາງ evaporation; ອົງປະກອບການວັດແທກຄວາມຮ້ອນແລະອຸນຫະພູມແມ່ນລະບົບວົງປິດທີ່ໃຊ້ໃນການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມການລະເຫີຍເພື່ອຮັບປະກັນການລະເຫີຍທີ່ລຽບງ່າຍ. ລະບົບຄວາມຮ້ອນປະກອບດ້ວຍຂັ້ນຕອນຂອງ wafer ແລະອົງປະກອບຄວາມຮ້ອນ. ຂັ້ນຕອນຂອງ wafer ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວາງ substrate ທີ່ຮູບເງົາບາງຕ້ອງໄດ້ຮັບການ evaporated, ແລະອົງປະກອບຂອງຄວາມຮ້ອນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຮັບຮູ້ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ substrate ແລະການຄວບຄຸມການວັດແທກອຸນຫະພູມ.
ສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດແມ່ນເງື່ອນໄຂທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍໃນຂະບວນການລະເຫີຍສູນຍາກາດ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບອັດຕາການລະເຫີຍແລະຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາ. ຖ້າຫາກວ່າລະດັບສູນຍາກາດບໍ່ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ, ປະລໍາມະນູ vaporized ຫຼືໂມເລກຸນຈະ collide ເລື້ອຍໆກັບໂມເລກຸນອາຍແກັສທີ່ເຫລືອ, ເຮັດໃຫ້ເສັ້ນທາງເສລີຂອງເຂົາເຈົ້າຂະຫນາດນ້ອຍລົງ, ແລະອະຕອມຫຼືໂມເລກຸນຈະກະແຈກກະຈາຍຢ່າງຮຸນແຮງ, ດັ່ງນັ້ນການປ່ຽນທິດທາງຂອງການເຄື່ອນໄຫວແລະການຫຼຸດຜ່ອນຮູບເງົາ. ອັດຕາການສ້າງຕັ້ງ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກມີໂມເລກຸນກ໊າຊ impurity ທີ່ຕົກຄ້າງ, ຮູບເງົາທີ່ຝາກໄວ້ໄດ້ຖືກປົນເປື້ອນຢ່າງຮ້າຍແຮງແລະມີຄຸນນະພາບທີ່ບໍ່ດີ, ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ອັດຕາການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມກົດດັນຂອງຫ້ອງບໍ່ຖືກມາດຕະຖານແລະມີການຮົ່ວໄຫຼ, ອາກາດຈະຮົ່ວເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງສູນຍາກາດ. , ເຊິ່ງຈະມີຜົນກະທົບທີ່ຮ້າຍແຮງຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາ.
ລັກສະນະໂຄງສ້າງຂອງອຸປະກອນການລະເຫີຍສູນຍາກາດກໍານົດວ່າຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງການເຄືອບເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນບໍ່ດີ. ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສອດຄ່ອງຂອງມັນ, ວິທີການເພີ່ມທະວີການໄລຍະຫ່າງຂອງ substrate ແຫຼ່ງແລະ rotating substrate ໄດ້ຖືກຮັບຮອງເອົາໂດຍທົ່ວໄປ, ແຕ່ການເພີ່ມໄລຍະຫ່າງຂອງ substrate ແຫຼ່ງຈະເສຍສະລະອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວແລະຄວາມບໍລິສຸດຂອງຮູບເງົາ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ເນື່ອງຈາກການເພີ່ມຂື້ນຂອງພື້ນທີ່ສູນຍາກາດ, ອັດຕາການນໍາໃຊ້ຂອງອຸປະກອນການ evaporated ແມ່ນຫຼຸດລົງ.
3.2 ອຸປະກອນປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍະພາບ DC
ການຖິ້ມທາດອາຍຂອງກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DCPVD) ຍັງເອີ້ນວ່າ cathode sputtering ຫຼື vacuum DC sputtering ສອງຂັ້ນຕອນ. ອຸປະກອນການເປົ້າຫມາຍຂອງສູນຍາກາດ DC sputtering ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ cathode ແລະ substrate ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ anode ໄດ້. ການດູດຊືມສູນຍາກາດແມ່ນເພື່ອປະກອບເປັນ plasma ໂດຍ ionizing ອາຍແກັສຂະບວນການ.
ອະນຸພາກທີ່ຖືກຄິດຄ່າຢູ່ໃນ plasma ໄດ້ຖືກເລັ່ງໃນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າເພື່ອໃຫ້ໄດ້ພະລັງງານທີ່ແນ່ນອນ. ອະນຸພາກທີ່ມີພະລັງງານພຽງພໍ bombard ດ້ານຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ, ດັ່ງນັ້ນປະລໍາມະນູເປົ້າຫມາຍແມ່ນ sputtered ອອກ; ປະລໍາມະນູ sputtered ທີ່ມີພະລັງງານ kinetic ທີ່ແນ່ນອນຍ້າຍໄປສູ່ substrate ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງໆຢູ່ດ້ານຂອງ substrate ໄດ້. ອາຍແກັສທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການ sputtering ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເປັນອາຍແກັສທີ່ຫາຍາກ, ເຊັ່ນ: argon (Ar), ສະນັ້ນຮູບເງົາທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍ sputtering ຈະບໍ່ໄດ້ຮັບການປົນເປື້ອນ; ນອກຈາກນັ້ນ, ລັດສະຫມີປະລໍາມະນູຂອງ argon ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບ sputtering.
ຂະຫນາດຂອງອະນຸພາກ sputtering ຕ້ອງຢູ່ໃກ້ກັບຂະຫນາດຂອງອະຕອມເປົ້າຫມາຍທີ່ຈະ sputtered. ຖ້າອະນຸພາກໃຫຍ່ເກີນໄປ ຫຼືນ້ອຍເກີນໄປ, ການສະເປເຕີທີ່ມີປະສິດທິພາບບໍ່ສາມາດສ້າງໄດ້. ນອກຈາກປັດໄຈຂະຫນາດຂອງອະຕອມ, ປັດໄຈມະຫາຊົນຂອງປະລໍາມະນູຍັງຈະມີຜົນກະທົບຄຸນນະພາບ sputtering. ຖ້າແຫຼ່ງອະນຸພາກ sputtering ແມ່ນແສງສະຫວ່າງເກີນໄປ, ປະລໍາມະນູເປົ້າຫມາຍຈະບໍ່ sputtered; ຖ້າອະນຸພາກ sputtering ຫນັກເກີນໄປ, ເປົ້າຫມາຍຈະ "ງໍ" ແລະເປົ້າຫມາຍຈະບໍ່ sputtered.
ວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍທີ່ໃຊ້ໃນ DCPVD ຕ້ອງເປັນຕົວນໍາ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າໃນເວລາທີ່ອາຍແກັສ argon ໃນຂະບວນການລະເບີດຝັງດິນອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ, ພວກເຂົາເຈົ້າຈະ recombine ກັບເອເລັກໂຕຣນິກໃນດ້ານຂອງອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ. ໃນເວລາທີ່ວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍແມ່ນ conductor ເຊັ່ນໂລຫະ, ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ບໍລິໂພກໂດຍການປະສົມນີ້ໄດ້ຖືກ replenished ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍການສະຫນອງພະລັງງານແລະເອເລັກໂຕຣນິກຟຣີໃນພາກສ່ວນອື່ນໆຂອງອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວໂດຍຜ່ານການ conduction ໄຟຟ້າ, ດັ່ງນັ້ນຫນ້າດິນຂອງອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວເປັນ. ທັງ ໝົດ ຍັງຖືກຄິດຄ່າ ທຳ ນຽມທາງລົບແລະຮັກສາ sputtering.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຖ້າວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍແມ່ນ insulator, ຫຼັງຈາກເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍໄດ້ຖືກປະສົມປະສານຄືນໃຫມ່, ອິເລັກຕອນຟຣີໃນພາກສ່ວນອື່ນໆຂອງອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວບໍ່ສາມາດຖືກທົດແທນໂດຍການນໍາໄຟຟ້າ, ແລະເຖິງແມ່ນວ່າຄ່າບວກຈະສະສົມຢູ່ໃນອຸປະກອນເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ. ພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍ, ເຮັດໃຫ້ທ່າແຮງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະຄ່າລົບຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍແມ່ນອ່ອນລົງຈົນກ່ວາມັນຫາຍໄປ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ນໍາໄປສູ່ການສິ້ນສຸດຂອງ sputtering.
ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸ insulating ຍັງສາມາດໃຊ້ໄດ້ສໍາລັບການ sputtering, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງຊອກຫາວິທີການ sputtering ອື່ນ. sputtering ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸແມ່ນວິທີການ sputtering ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບທັງສອງເປົ້າຫມາຍ conductive ແລະບໍ່ conductive.
ຂໍ້ເສຍອີກອັນໜຶ່ງຂອງ DCPVD ແມ່ນວ່າແຮງດັນໄຟໄໝ້ແມ່ນສູງ ແລະການລະເບີດຂອງອິເລັກໂທຣນິກຢູ່ເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນແມ່ນແຂງແຮງ. ວິທີທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການແກ້ໄຂບັນຫານີ້ແມ່ນການໃຊ້ sputtering magnetron, ດັ່ງນັ້ນການ sputtering magnetron ແມ່ນມີມູນຄ່າປະຕິບັດຕົວຈິງໃນພາກສະຫນາມຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານ.
3.3 ອຸປະກອນການລະບາຍອາຍພິດທາງກາຍ RF
ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸລະບາຍອາຍພິດທາງກາຍຍະພາບ (RFPVD) ໃຊ້ພະລັງງານຄວາມຖີ່ວິທະຍຸເປັນແຫຼ່ງກະຕຸ້ນ ແລະເປັນວິທີ PVD ທີ່ເໝາະສົມກັບວັດສະດຸໂລຫະ ແລະ ບໍ່ໂລຫະທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.
ຄວາມຖີ່ທົ່ວໄປຂອງການສະຫນອງພະລັງງານ RF ທີ່ໃຊ້ໃນ RFPVD ແມ່ນ 13.56MHz, 20MHz, ແລະ 60MHz. ຮອບວຽນບວກແລະລົບຂອງການສະຫນອງພະລັງງານ RF ປະກົດຕົວສະລັບກັນ. ໃນເວລາທີ່ເປົ້າຫມາຍ PVD ຢູ່ໃນວົງຈອນເຄິ່ງຫນຶ່ງໃນທາງບວກ, ເນື່ອງຈາກວ່າພື້ນຜິວເປົ້າຫມາຍແມ່ນຢູ່ໃນທ່າແຮງໃນທາງບວກ, ເອເລັກໂຕຣນິກໃນບັນຍາກາດຂະບວນການຈະໄຫຼໄປສູ່ຫນ້າດິນເປົ້າຫມາຍທີ່ຈະ neutralize ຮັບຜິດຊອບໃນທາງບວກທີ່ສະສົມຢູ່ດ້ານຂອງຕົນ, ແລະແມ້ກະທັ້ງສືບຕໍ່ສະສົມເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຮັດໃຫ້ພື້ນຜິວຂອງມັນມີຄວາມລໍາອຽງທາງລົບ; ໃນເວລາທີ່ເປົ້າຫມາຍ sputtering ຢູ່ໃນວົງຈອນເຄິ່ງຫນຶ່ງເປັນລົບ, ion ໃນທາງບວກຈະຍ້າຍໄປສູ່ເປົ້າຫມາຍແລະຖືກ neutralized ບາງສ່ວນຢູ່ໃນຫນ້າດິນເປົ້າຫມາຍ.
ສິ່ງທີ່ ສຳ ຄັນທີ່ສຸດແມ່ນວ່າຄວາມໄວການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນສະ ໜາມ ໄຟຟ້າ RF ແມ່ນໄວກວ່າ ions ບວກ, ໃນຂະນະທີ່ເວລາຂອງຮອບວຽນເຄິ່ງບວກແລະທາງລົບແມ່ນຄືກັນ, ສະນັ້ນຫຼັງຈາກຮອບວຽນທີ່ສົມບູນ, ດ້ານເປົ້າ ໝາຍ ຈະເປັນ. "ສຸດທິ" ຖືກຄິດຄ່າທໍານຽມທາງລົບ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນສອງສາມຮອບທໍາອິດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທາງລົບຂອງຫນ້າດິນເປົ້າຫມາຍສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ; ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ດ້ານເປົ້າຫມາຍໄດ້ບັນລຸທ່າແຮງທາງລົບທີ່ຫມັ້ນຄົງ; ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກວ່າການຮັບຜິດຊອບທາງລົບຂອງເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວມີຜົນກະທົບ reulsive ກັບເອເລັກໂຕຣນິກ, ຈໍານວນຂອງຄ່າບໍລິການໃນທາງບວກແລະທາງລົບທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍ electrode ເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະດຸ່ນດ່ຽງ, ແລະເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວນໍາສະເຫນີເປັນຄ່າລົບທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
ຈາກຂະບວນການຂ້າງເທິງ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຂະບວນການສ້າງແຮງດັນທາງລົບບໍ່ມີຫຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເປົ້າຫມາຍຂອງມັນເອງ, ດັ່ງນັ້ນວິທີການ RFPVD ບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາຂອງ sputtering ຂອງເປົ້າຫມາຍ insulating, ແຕ່ຍັງເຂົ້າກັນໄດ້. ກັບເປົ້າຫມາຍ conductor ໂລຫະທໍາມະດາ.
3.4 ອຸປະກອນ sputtering Magnetron
Magnetron sputtering ແມ່ນວິທີການ PVD ທີ່ເພີ່ມແມ່ເຫຼັກໃສ່ດ້ານຫລັງຂອງເປົ້າຫມາຍ. ການເພີ່ມແມ່ເຫຼັກແລະລະບົບການສະຫນອງພະລັງງານ DC (ຫຼືການສະຫນອງພະລັງງານ AC) ປະກອບເປັນແຫຼ່ງ sputtering magnetron. ແຫຼ່ງ sputtering ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງເປັນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແບບໂຕ້ຕອບໃນຫ້ອງ, ຈັບແລະຈໍາກັດຂອບເຂດການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນ plasma ພາຍໃນຫ້ອງ, ຂະຫຍາຍເສັ້ນທາງການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ plasma, ແລະໃນທີ່ສຸດບັນລຸໄດ້ຫຼາຍ. ເງິນຝາກ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກວ່າອິເລັກຕອນຫຼາຍໄດ້ຖືກຜູກມັດຢູ່ໃກ້ກັບຫນ້າດິນຂອງເປົ້າຫມາຍດັ່ງກ່າວ, ການຖິ້ມລະເບີດຂອງ substrate ໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງ, ແລະອຸນຫະພູມຂອງ substrate ໄດ້ຫຼຸດລົງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເທກໂນໂລຍີ DCPVD ແຜ່ນຮາບພຽງ, ຫນຶ່ງໃນລັກສະນະທີ່ຊັດເຈນທີ່ສຸດຂອງເທກໂນໂລຍີການປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍະພາບຂອງ magnetron ແມ່ນວ່າແຮງດັນການໄຫຼຂອງໄຟແມ່ນຕ່ໍາແລະມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ.
ເນື່ອງຈາກຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ plasma ສູງຂຶ້ນແລະຜົນຜະລິດຂອງ sputtering ຂະຫນາດໃຫຍ່, ມັນສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບຂອງເງິນຝາກທີ່ດີເລີດ, ການຄວບຄຸມຄວາມຫນາຂອງເງິນຝາກໃນລະດັບຂະຫນາດໃຫຍ່, ການຄວບຄຸມອົງປະກອບທີ່ຊັດເຈນແລະແຮງດັນໄຟຕ່ໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, sputtering magnetron ແມ່ນຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງທີ່ເດັ່ນໃນ PVD ຮູບເງົາໂລຫະໃນປະຈຸບັນ. ການອອກແບບແຫຼ່ງສະກົດແມ່ເຫຼັກທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ສຸດແມ່ນການຈັດວາງກຸ່ມແມ່ເຫຼັກຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງເປົ້າໝາຍຮາບພຽງ (ນອກລະບົບສູນຍາກາດ) ເພື່ອສ້າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກຂະໜານກັບພື້ນຜິວເປົ້າໝາຍຢູ່ໃນພື້ນທີ່ເປົ້າໝາຍ.
ຖ້າແມ່ເຫຼັກຖາວອນຖືກວາງໄວ້, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການແຜ່ກະຈາຍຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຄົງທີ່ຂ້ອນຂ້າງຢູ່ເທິງຫນ້າເປົ້າຫມາຍໃນຫ້ອງ. ມີພຽງແຕ່ວັດສະດຸໃນພື້ນທີ່ສະເພາະຂອງເປົ້າຫມາຍທີ່ຖືກ sputtered, ອັດຕາການນໍາໃຊ້ເປົ້າຫມາຍແມ່ນຕໍ່າ, ແລະຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຮູບເງົາທີ່ກະກຽມແມ່ນບໍ່ດີ.
ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ແນ່ນອນທີ່ໂລຫະ sputtered ຫຼືອະນຸພາກວັດສະດຸອື່ນໆຈະຖືກຝາກໄວ້ກັບຫນ້າດິນເປົ້າຫມາຍ, ດັ່ງນັ້ນການລວບລວມເຂົ້າໄປໃນອະນຸພາກແລະປະກອບເປັນມົນລະພິດຜິດປົກກະຕິ. ດັ່ງນັ້ນ, ແຫຼ່ງ sputtering magnetron ການຄ້າສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໃຊ້ການອອກແບບແມ່ເຫຼັກ rotating ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຮູບເງົາ, ອັດຕາການນໍາໃຊ້ເປົ້າຫມາຍແລະການ sputtering ເຕັມເປົ້າຫມາຍ.
ມັນເປັນສິ່ງ ສຳ ຄັນທີ່ຈະດຸ່ນດ່ຽງສາມປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້. ຖ້າການດຸ່ນດ່ຽງບໍ່ຖືກຈັດການໄດ້ດີ, ມັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຮູບເງົາທີ່ດີໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການນໍາໃຊ້ເປົ້າຫມາຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ເຮັດໃຫ້ອາຍຸເປົ້າຫມາຍສັ້ນລົງ), ຫຼືບໍ່ບັນລຸເປົ້າຫມາຍ sputtering ເຕັມຫຼືການກັດກ່ອນເຕັມເປົ້າຫມາຍ, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາອະນຸພາກໃນລະຫວ່າງການ sputtering. ຂະບວນການ.
ໃນເທກໂນໂລຍີ magnetron PVD, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງພິຈາລະນາກົນໄກການເຄື່ອນໄຫວຂອງແມ່ເຫຼັກ rotating, ຮູບຮ່າງເປົ້າຫມາຍ, ລະບົບຄວາມເຢັນເປົ້າຫມາຍແລະແຫຼ່ງ sputtering magnetron, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຕັ້ງຄ່າທີ່ເປັນປະໂຫຍດຂອງຖານທີ່ປະຕິບັດ wafer, ເຊັ່ນ: ການດູດຊຶມ wafer ແລະການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ. ໃນຂະບວນການ PVD, ອຸນຫະພູມຂອງ wafer ໄດ້ຖືກຄວບຄຸມເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນທີ່ຕ້ອງການ, ຂະຫນາດເມັດພືດແລະການປະຖົມນິເທດ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການປະຕິບັດ.
ເນື່ອງຈາກການນໍາຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງດ້ານຫລັງຂອງ wafer ແລະພື້ນຜິວຂອງພື້ນຖານຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມກົດດັນທີ່ແນ່ນອນ, ປົກກະຕິແລ້ວໃນຄໍາສັ່ງຂອງ Torr ຫຼາຍ, ແລະຄວາມກົດດັນການເຮັດວຽກຂອງສະພາການແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວຢູ່ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ mTorr ຫຼາຍ, ຄວາມກົດດັນດ້ານຫລັງ. ຂອງ wafer ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາຄວາມກົດດັນໃນດ້ານເທິງຂອງ wafer ໄດ້, ດັ່ງນັ້ນ chuck ກົນຈັກຫຼື chuck electrostatic ແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຈັດຕໍາແຫນ່ງແລະຈໍາກັດ wafer ໄດ້.
chuck ກົນຈັກແມ່ນອີງໃສ່ນ້ໍາຫນັກຂອງຕົນເອງແລະຂອບຂອງ wafer ເພື່ອບັນລຸຫນ້າທີ່ນີ້. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງໂຄງສ້າງທີ່ງ່າຍດາຍແລະຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບວັດສະດຸຂອງ wafer, ຜົນກະທົບຂອງ wafer ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ, ເຊິ່ງບໍ່ເອື້ອອໍານວຍໃຫ້ແກ່ການຄວບຄຸມທີ່ເຂັ້ມງວດຂອງ particles. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນໄດ້ຖືກທົດແທນເທື່ອລະກ້າວໂດຍ chuck electrostatic ໃນຂະບວນການຜະລິດ IC.
ສໍາລັບຂະບວນການທີ່ບໍ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວໂດຍສະເພາະກັບອຸນຫະພູມ, ວິທີການ shelving ການຕິດຕໍ່ທີ່ບໍ່ແມ່ນການດູດຊຶມ, ບໍ່ມີຂອບ (ບໍ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຄວາມກົດດັນລະຫວ່າງດ້ານເທິງແລະຕ່ໍາຂອງ wafer) ຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້. ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ PVD, ຊັ້ນໃນຫ້ອງແລະຫນ້າດິນຂອງພາກສ່ວນທີ່ຕິດຕໍ່ກັບ plasma ຈະຖືກຝາກແລະກວມເອົາ. ເມື່ອຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາທີ່ຝາກໄວ້ເກີນຂອບເຂດຈໍາກັດ, ຮູບເງົາຈະແຕກແລະປອກອອກ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດບັນຫາອະນຸພາກ.
ດັ່ງນັ້ນ, ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຂອງພາກສ່ວນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເສັ້ນຜ່າສູນກາງແມ່ນກຸນແຈທີ່ຈະຂະຫຍາຍຂອບເຂດຈໍາກັດນີ້. ການສີດດິນຊາຍແລະການສີດອະລູມິນຽມແມ່ນສອງວິທີການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ, ຈຸດປະສົງແມ່ນເພື່ອເພີ່ມທະວີຄວາມຫຍາບຂອງຫນ້າດິນເພື່ອເສີມສ້າງຄວາມຜູກພັນລະຫວ່າງຮູບເງົາແລະຫນ້າດິນ.
3.5 Ionization ທາດອາຍພິດທາງກາຍະພາບອຸປະກອນ Deposition Vapor
ດ້ວຍການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເຕັກໂນໂລຊີຈຸລະພາກເອເລັກໂຕຣນິກ, ຂະຫນາດຄຸນນະສົມບັດແມ່ນກາຍເປັນຂະຫນາດນ້ອຍແລະຂະຫນາດນ້ອຍ. ເນື່ອງຈາກເທກໂນໂລຍີ PVD ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມທິດທາງການຝາກຂອງອະນຸພາກໄດ້, ຄວາມສາມາດຂອງ PVD ທີ່ຈະເຂົ້າໄປໃນຮູແລະຊ່ອງແຄບທີ່ມີອັດຕາສ່ວນສູງແມ່ນຖືກຈໍາກັດ, ເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ PVD ແບບດັ້ງເດີມມີຄວາມທ້າທາຍເພີ່ມຂຶ້ນ. ໃນຂະບວນການ PVD, ເມື່ອອັດຕາສ່ວນຂອງຮ່ອງ pore ເພີ່ມຂຶ້ນ, ການປົກຫຸ້ມຂອງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຫຼຸດລົງ, ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງທີ່ຄ້າຍຄື eaves overhanging ຢູ່ແຈເທິງ, ແລະປະກອບເປັນການຄຸ້ມຄອງທີ່ອ່ອນແອທີ່ສຸດຢູ່ແຈລຸ່ມ.
ເຕັກໂນໂລຍີການປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍະພາບ ionized ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້. ທໍາອິດມັນ plasmatizes ປະລໍາມະນູໂລຫະ sputtered ຈາກເປົ້າຫມາຍໃນວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນປັບແຮງດັນ bias loaded ສຸດ wafer ເພື່ອຄວບຄຸມທິດທາງແລະພະລັງງານຂອງ ions ໂລຫະເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບການໄຫຼຂອງ ion ໂລຫະທິດທາງທີ່ຫມັ້ນຄົງໃນການກະກຽມຮູບເງົາບາງ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງ. ການຄຸ້ມຄອງຂອງລຸ່ມຂອງຂັ້ນຕອນຂອງອັດຕາສ່ວນສູງໂດຍຜ່ານຮູແລະຊ່ອງແຄບ.
ຄຸນນະສົມບັດປົກກະຕິຂອງເຕັກໂນໂລຊີ plasma ໂລຫະ ionized ແມ່ນການເພີ່ມຂອງ coil ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸໃນສະພາການ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ, ຄວາມກົດດັນການເຮັດວຽກຂອງສະພາການແມ່ນຮັກສາຢູ່ໃນສະພາບທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງ (5 ຫາ 10 ເທົ່າຂອງຄວາມກົດດັນການເຮັດວຽກປົກກະຕິ). ໃນລະຫວ່າງການ PVD, ຄື້ນຄວາມຖີ່ວິທະຍຸຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງພາກພື້ນ plasma ທີສອງ, ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ plasma argon ເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມພະລັງງານຄວາມຖີ່ວິທະຍຸແລະຄວາມກົດດັນອາຍແກັສ. ເມື່ອປະລໍາມະນູຂອງໂລຫະ sputtered ຈາກເປົ້າຫມາຍຜ່ານພາກພື້ນນີ້, ພວກເຂົາເຈົ້າພົວພັນກັບ plasma argon ຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງທີ່ຈະປະກອບເປັນ ions ໂລຫະ.
ການໃຊ້ແຫຼ່ງ RF ຢູ່ທີ່ຕົວບັນຈຸ wafer (ເຊັ່ນ: chuck electrostatic) ສາມາດເພີ່ມຄວາມລໍາອຽງທາງລົບໃນ wafer ເພື່ອດຶງດູດ ions ບວກຂອງໂລຫະໄປຫາລຸ່ມຂອງຮ່ອງ pore. ການໄຫຼຂອງ ion ໂລຫະທິດທາງນີ້ perpendicular ກັບຫນ້າດິນ wafer ປັບປຸງການຄຸ້ມຄອງລຸ່ມຂັ້ນຕອນຂອງ pores ອັດຕາສ່ວນສູງແລະຊ່ອງແຄບ.
ຄວາມລໍາອຽງທາງລົບທີ່ນໍາໃຊ້ກັບ wafer ຍັງເຮັດໃຫ້ເກີດ ions ທີ່ຈະລະເບີດພື້ນຜິວຂອງ wafer (sputtering ປີ້ນກັບກັນ), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງ overhanging ຂອງຮູຂຸມຂົນອ່ອນລົງແລະ sputters ຮູບເງົາທີ່ຝາກໄວ້ຢູ່ລຸ່ມສຸດ sidewalls ຢູ່ມຸມຂອງຮູຂຸມຂົນ. groove, ດັ່ງນັ້ນການເສີມຂະຫຍາຍການຄຸ້ມຄອງຂັ້ນຕອນຢູ່ມຸມ.
3.6 ອຸປະກອນການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີຄວາມກົດດັນອາກາດ
ອຸປະກອນການລະບາຍອາກາດທາງເຄມີຂອງຄວາມກົດດັນອາກາດ (APCVD) ຫມາຍເຖິງອຸປະກອນທີ່ສີດແຫຼ່ງປະຕິກິລິຢາອາຍແກັສດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ລົງໃສ່ພື້ນຜິວຂອງແຂງທີ່ມີຄວາມຮ້ອນພາຍໃຕ້ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມກົດດັນໃກ້ຊິດກັບຄວາມກົດດັນຂອງບັນຍາກາດ, ເຮັດໃຫ້ແຫຼ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ. ພື້ນຜິວຂອງ substrate, ແລະຜະລິດຕະພັນຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກຝາກໄວ້ເທິງພື້ນຜິວ substrate ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງໆ.
ອຸປະກອນ APCVD ເປັນອຸປະກອນ CVD ທໍາອິດທີ່ສຸດແລະຍັງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາແລະການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ. ອຸປະກອນ APCVD ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກະກຽມຮູບເງົາບາງໆເຊັ່ນຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດຽວ, ຊິລິໂຄນ polycrystalline, ຊິລິໂຄນໄດອອກໄຊ, ສັງກະສີອອກໄຊ, titanium dioxide, ແກ້ວ phosphosilicate, ແລະແກ້ວ borophosphosilicate.
3.7 ອຸປະກອນການລະຫວ່າງ Vapor ເຄມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ
ອຸປະກອນການປ່ອຍອາຍພິດເຄມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ (LPCVD) ຫມາຍເຖິງອຸປະກອນທີ່ນໍາໃຊ້ວັດຖຸດິບທາດອາຍແກັສໃນການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນດ້ານຂອງສານຍ່ອຍແຂງພາຍໃຕ້ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ (350-1100°C) ແລະຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ (10-100mTorr) ສະພາບແວດລ້ອມ, ແລະ reactants ໄດ້ຖືກຝາກໄວ້ເທິງຫນ້າດິນ substrate ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງ. ອຸປະກອນ LPCVD ໄດ້ຖືກພັດທະນາບົນພື້ນຖານຂອງ APCVD ເພື່ອປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາບາງໆ, ປັບປຸງຄວາມສອດຄ່ອງຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງຕົວກໍານົດການລັກສະນະເຊັ່ນ: ຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາແລະຄວາມຕ້ານທານ, ແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ.
ຄຸນນະສົມບັດຕົ້ນຕໍຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ, ອາຍແກັສຂະບວນການ reacts ເຄມີຢູ່ດ້ານຂອງ substrate wafer ໄດ້, ແລະຜະລິດຕະພັນຕິກິຣິຍາໄດ້ຖືກຝາກໄວ້ເທິງພື້ນຜິວ substrate ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາບາງໆ. ອຸປະກອນ LPCVD ມີຄວາມໄດ້ປຽບໃນການກະກຽມຮູບເງົາບາງໆທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແລະສາມາດນໍາໃຊ້ໃນການກະກຽມຮູບເງົາບາງໆເຊັ່ນ: Silicon oxide, silicon nitride, polysilicon, silicon carbide, gallium nitride ແລະ graphene.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບ APCVD, ສະພາບແວດລ້ອມຕິກິຣິຍາຄວາມກົດດັນຕ່ໍາຂອງອຸປະກອນ LPCVD ເພີ່ມເສັ້ນທາງເສລີ່ຍແລະຄ່າສໍາປະສິດການແຜ່ກະຈາຍຂອງອາຍແກັສໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາ.
ໂມເລກຸນອາຍແກັສຕິກິຣິຍາແລະທາດອາຍແກັສໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາສາມາດໄດ້ຮັບການແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນເວລາສັ້ນໆ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຮູບເງົາ, ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຄວາມຕ້ານທານແລະການປົກຫຸ້ມຂອງຂັ້ນຕອນຂອງຮູບເງົາ, ແລະການບໍລິໂພກຂອງອາຍແກັສຕິກິຣິຍາຍັງນ້ອຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາຍັງເລັ່ງຄວາມໄວການສົ່ງຂອງສານອາຍແກັສ. impurities ແລະຕິກິຣິຍາ by-products ແຜ່ກະຈາຍຈາກ substrate ສາມາດໄດ້ຮັບການປະຕິບັດຢ່າງໄວວາອອກຈາກເຂດຕິກິຣິຍາໂດຍຜ່ານຊັ້ນເຂດແດນ, ແລະອາຍແກັສຕິກິຣິຍາ passes ຢ່າງໄວວາຜ່ານຊັ້ນຊາຍແດນໄປເຖິງພື້ນຜິວ substrate ສໍາລັບຕິກິຣິຍາ, ດັ່ງນັ້ນປະສິດທິພາບສະກັດກັ້ນຕົນເອງ doping, ການກະກຽມ. ຮູບເງົາຄຸນນະພາບສູງທີ່ມີເຂດການຫັນປ່ຽນ steep, ແລະຍັງປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ.
3.8 ອຸປະກອນການລະລາຍອາຍຂອງສານເຄມີທີ່ປັບປຸງ plasma
plasma ປັບປຸງ vapor deposition ສານເຄມີ (PECVD) ເປັນ t ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເຕັກໂນໂລຊີການຖ່າຍຮູບເງົາ hin. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ plasma, ທາດຄາໂບໄຮເດຣດຖືກ ionized ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງ plasma ເພື່ອສ້າງເປັນກຸ່ມທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ, ເຊິ່ງແຜ່ລາມໄປສູ່ພື້ນຜິວຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຮັບປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີເພື່ອເຮັດໃຫ້ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາ.
ອີງຕາມຄວາມຖີ່ຂອງການຜະລິດ plasma, plasma ທີ່ໃຊ້ໃນ PECVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: plasma ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RF plasma) ແລະ plasma microwave (Microwave plasma). ໃນປັດຈຸບັນ, ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸທີ່ໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 13.56MHz.
ການແນະນໍາຂອງ plasma ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸປົກກະຕິແລ້ວແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: capacitive coupling (CCP) ແລະ inductive coupling (ICP). ວິທີການ coupling capacitive ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນວິທີການຕິກິຣິຍາ plasma ໂດຍກົງ; ໃນຂະນະທີ່ວິທີການເຊື່ອມ inductive ສາມາດເປັນວິທີການ plasma ໂດຍກົງຫຼືວິທີການ plasma ຫ່າງໄກສອກຫຼີກ.
ໃນຂະບວນການຜະລິດ semiconductor, PECVD ມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປູກຮູບເງົາບາງໆຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີໂລຫະຫຼືໂຄງສ້າງທີ່ອ່ອນໄຫວກັບອຸນຫະພູມອື່ນໆ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນພາກສະຫນາມຂອງ back-end ໂລຫະເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານ, ນັບຕັ້ງແຕ່ແຫຼ່ງ, ປະຕູຮົ້ວແລະໂຄງສ້າງທໍ່ລະບາຍນ້ໍາຂອງອຸປະກອນໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນຂະບວນການດ້ານຫນ້າ, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາບາງໆໃນພາກສະຫນາມຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງໂລຫະແມ່ນຫົວຂໍ້. ກັບຂໍ້ຈໍາກັດງົບປະມານຄວາມຮ້ອນທີ່ເຄັ່ງຄັດຫຼາຍ, ສະນັ້ນມັນປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນສໍາເລັດດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອ plasma. ໂດຍການປັບຕົວກໍານົດການຂະບວນການ plasma, ຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ອົງປະກອບທາງເຄມີ, ເນື້ອໃນ impurity, ຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກົນຈັກແລະຕົວກໍານົດການຄວາມກົດດັນຂອງຮູບເງົາບາງທີ່ປູກໂດຍ PECVD ສາມາດປັບແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບພາຍໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງ.
3.9 ອຸປະກອນການຖິ້ມຊັ້ນປະລໍາມະນູ
ການຝາກຊັ້ນປະລໍາມະນູ (ALD) ແມ່ນເທັກໂນໂລຍີການຝັງຕົວຂອງແຜ່ນຟີມບາງໆທີ່ຈະເລີນເຕີບໂຕເປັນແຕ່ລະໄລຍະໃນຮູບແບບຂອງຊັ້ນ quasi-monoatomic. ຄຸນລັກສະນະຂອງມັນແມ່ນວ່າຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາທີ່ຝາກໄວ້ສາມາດປັບຕົວໄດ້ຊັດເຈນໂດຍການຄວບຄຸມຈໍານວນຂອງຮອບວຽນການຂະຫຍາຍຕົວ. ບໍ່ເຫມືອນກັບຂະບວນການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD), ສອງ (ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ) ຄາຣະວາໃນຂະບວນການ ALD ສະລັບກັນຜ່ານພື້ນຜິວ substrate ແລະຖືກແຍກອອກຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍການກໍາຈັດອາຍແກັສຫາຍາກ.
ທາດຄາຣະວາສອງຈະບໍ່ປະສົມກັນແລະພົບກັນໃນໄລຍະອາຍແກັສເພື່ອປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ, ແຕ່ພຽງແຕ່ react ໂດຍຜ່ານການ adsorption ສານເຄມີຢູ່ດ້ານ substrate. ໃນແຕ່ລະຮອບວຽນ ALD, ປະລິມານຂອງຄາຣະວາຂອງ adsorbed ເທິງຫນ້າດິນ substrate ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງກຸ່ມທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ດ້ານ substrate. ເມື່ອກຸ່ມປະຕິກິລິຢາຢູ່ໃນພື້ນຜິວຍ່ອຍຈະໝົດ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີຄາຣະວາສູງເກີນ, ການດູດຊຶມສານເຄມີຈະບໍ່ເກີດຂຶ້ນກັບພື້ນຜິວຍ່ອຍ.
ຂະບວນການຕິກິຣິຍານີ້ເອີ້ນວ່າຕິກິຣິຍາທີ່ຈໍາກັດຫນ້າດິນ. ກົນໄກຂະບວນການນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາທີ່ເຕີບໃຫຍ່ໃນແຕ່ລະວົງຈອນຂອງຂະບວນການ ALD ຄົງທີ່, ດັ່ງນັ້ນຂະບວນການ ALD ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການຄວບຄຸມຄວາມຫນາທີ່ຊັດເຈນແລະການຄຸ້ມຄອງຂັ້ນຕອນຂອງຮູບເງົາທີ່ດີ.
3.10 ອຸປະກອນ Epitaxy Beam ໂມເລກຸນ
ລະບົບ Molecular Beam Epitaxy (MBE) ຫມາຍເຖິງອຸປະກອນ epitaxial ທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຫນຶ່ງຫຼືຫຼາຍ beams atomic beams ຫຼື molecular beams ເພື່ອສີດໃສ່ພື້ນຜິວທີ່ມີຄວາມຮ້ອນໃນຄວາມໄວສະເພາະໃດຫນຶ່ງພາຍໃຕ້ສະພາບສູນຍາກາດສູງ, ແລະ adsorb ແລະເຄື່ອນຍ້າຍໃນພື້ນຜິວ substrate ໄດ້. ກັບ epitaxially ການຂະຫຍາຍຕົວຮູບເງົາບາງໄປເຊຍກັນດຽວຕາມທິດທາງແກນໄປເຊຍກັນຂອງວັດສະດຸ substrate ໄດ້. ໂດຍທົ່ວໄປ, ພາຍໃຕ້ສະພາບຂອງຄວາມຮ້ອນໂດຍ furnace jet ທີ່ມີໄສ້ຄວາມຮ້ອນ, ແຫຼ່ງ beam ປະກອບເປັນ beam ປະລໍາມະນູຫຼື beam ໂມເລກຸນ, ແລະຮູບເງົາຈະເລີນເຕີບໂຕ layer ໂດຍ layer ຕາມທິດທາງແກນໄປເຊຍກັນຂອງວັດສະດຸ substrate ໄດ້.
ຄຸນລັກສະນະຂອງມັນແມ່ນອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ຕ່ໍາ, ແລະຄວາມຫນາ, ການໂຕ້ຕອບ, ອົງປະກອບທາງເຄມີແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ impurity ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຊັດເຈນໃນລະດັບປະລໍາມະນູ. ເຖິງແມ່ນວ່າ MBE ມາຈາກການກະກຽມຂອງ semiconductor ultra-thin single crystal films, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຕົນໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຂະຫຍາຍໄປສູ່ຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງລະບົບວັດສະດຸເຊັ່ນ: ໂລຫະແລະ insulating dielectrics, ແລະສາມາດກະກຽມ III-V, II-VI, silicon, silicon germanium (SiGe ), graphene, oxides ແລະຮູບເງົາອິນຊີ.
ລະບົບ molecular beam epitaxy (MBE) ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍລະບົບສູນຍາກາດສູງ ultra-high, ແຫຼ່ງ beam ໂມເລກຸນ, ລະບົບການສ້ອມແຊມ substrate ແລະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ລະບົບການຖ່າຍທອດຕົວຢ່າງ, ລະບົບຕິດຕາມກວດກາຢູ່ໃນສະຖານທີ່, ລະບົບການຄວບຄຸມ, ແລະການທົດສອບ. ລະບົບ.
ລະບົບສູນຍາກາດປະກອບມີປັ໊ມສູນຍາກາດ (ປັ໊ມກົນຈັກ, ປັ໊ມໂມເລກຸນ, ປັ໊ມ ion, ແລະປັ໊ມ condensation, ແລະອື່ນໆ) ແລະປ່ຽງຕ່າງໆ, ເຊິ່ງສາມາດສ້າງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວສູນຍາກາດສູງ. ລະດັບສູນຍາກາດທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 10-8 ຫາ 10-11 Torr. ລະບົບສູນຍາກາດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີສາມຫ້ອງເຮັດວຽກສູນຍາກາດ, ຄືຫ້ອງສີດຕົວຢ່າງ, ຫ້ອງ pretreatment ແລະການວິເຄາະດ້ານ, ແລະຫ້ອງການຂະຫຍາຍຕົວ.
ຫ້ອງສີດຕົວຢ່າງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອໂອນຕົວຢ່າງໄປສູ່ໂລກພາຍນອກເພື່ອຮັບປະກັນສະພາບສູນຍາກາດສູງຂອງຫ້ອງອື່ນໆ; ຫ້ອງ pretreatment ແລະການວິເຄາະພື້ນຜິວເຊື່ອມຕໍ່ຫ້ອງສີດຕົວຢ່າງແລະຫ້ອງການຂະຫຍາຍຕົວ, ແລະຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍຂອງມັນແມ່ນການປຸງແຕ່ງຕົວຢ່າງກ່ອນ (degassing ອຸນຫະພູມສູງເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມສະອາດສົມບູນຂອງພື້ນຜິວ substrate) ແລະປະຕິບັດການວິເຄາະເບື້ອງຕົ້ນຂອງພື້ນຜິວ. ຕົວຢ່າງທີ່ອະນາໄມ; ສະພາການຈະເລີນເຕີບໂຕແມ່ນພາກສ່ວນຫຼັກຂອງລະບົບ MBE, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍເຕົາໄຟແຫຼ່ງແລະການປະກອບ shutter ທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງມັນ, ຄອນໂຊນຄວບຄຸມຕົວຢ່າງ, ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ, ການສະທ້ອນແສງເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານສູງ (RHEED), ແລະລະບົບຕິດຕາມກວດກາຢູ່ໃນສະຖານທີ່. . ບາງອຸປະກອນ MBE ການຜະລິດມີການຕັ້ງຄ່າຫ້ອງການຂະຫຍາຍຕົວຫຼາຍ. ແຜນວາດ schematic ຂອງໂຄງສ້າງອຸປະກອນ MBE ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນຂ້າງລຸ່ມນີ້:
MBE ຂອງວັດສະດຸ silicon ໃຊ້ຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງເປັນວັດຖຸດິບ, ຈະເລີນເຕີບໂຕພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສູນຍາກາດສູງ (10-10～10-11Torr), ແລະອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນ 600～900℃, ມີ Ga (P-type) ແລະ Sb (. N-type) ເປັນແຫຼ່ງ doping. ແຫຼ່ງ doping ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປເຊັ່ນ P, As ແລະ B ບໍ່ຄ່ອຍຖືກນໍາໃຊ້ເປັນແຫຼ່ງ beam ເພາະວ່າພວກມັນຍາກທີ່ຈະລະເຫີຍ.
ຫ້ອງຕິກິຣິຍາຂອງ MBE ມີສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ເຊິ່ງເພີ່ມເສັ້ນທາງເສລີ່ຍຂອງໂມເລກຸນແລະຫຼຸດຜ່ອນການປົນເປື້ອນແລະການຜຸພັງຢູ່ດ້ານຂອງວັດສະດຸທີ່ເຕີບໃຫຍ່. ວັດສະດຸ epitaxial ກະກຽມມີ morphology ດ້ານດີແລະຄວາມເປັນເອກະພາບ, ແລະສາມາດສ້າງເປັນໂຄງສ້າງ multilayer ທີ່ມີ doping ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼືອົງປະກອບອຸປະກອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ເທກໂນໂລຍີ MBE ບັນລຸການຂະຫຍາຍຕົວຊ້ໍາຊ້ອນຂອງຊັ້ນ epitaxial ບາງໆທີ່ມີຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນປະລໍາມະນູດຽວ, ແລະການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນຊັນ. ມັນສົ່ງເສີມການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ III-V semiconductors ແລະອຸປະກອນ heterogeneous ຫຼາຍອົງປະກອບອື່ນໆ. ໃນປັດຈຸບັນ, ລະບົບ MBE ໄດ້ກາຍເປັນອຸປະກອນຂະບວນການທີ່ກ້າວຫນ້າສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນໄມໂຄເວຟແລະອຸປະກອນ optoelectronic ລຸ້ນໃຫມ່. ຂໍ້ເສຍຂອງເຕັກໂນໂລຢີ MBE ແມ່ນອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງຮູບເງົາຊ້າ, ຄວາມຕ້ອງການສູນຍາກາດສູງ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນແລະອຸປະກອນສູງ.
3.11 ລະບົບ Epitaxy Vapor Phase
ລະບົບ vapor phase epitaxy (VPE) ຫມາຍເຖິງອຸປະກອນການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ທີ່ຂົນສົ່ງທາດປະສົມ gaseous ກັບ substrate ແລະໄດ້ຮັບຊັ້ນວັດສະດຸທີ່ເປັນໄປເຊຍກັນດຽວທີ່ມີການຈັດການເສັ້ນດຽວກັນກັບ substrate ໂດຍຜ່ານການຕິກິຣິຍາທາງເຄມີ. ຊັ້ນ epitaxial ສາມາດເປັນຊັ້ນ homoepitaxial (Si/Si) ຫຼືຊັ້ນ heteroepitaxial (SiGe/Si, SiC/Si, GaN/Al2O3, ແລະອື່ນໆ). ໃນປັດຈຸບັນ, ເຕັກໂນໂລຊີ VPE ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດຂອງການກະກຽມ nanomaterial, ອຸປະກອນພະລັງງານ, ອຸປະກອນ optoelectronic semiconductor, photovoltaics ແສງຕາເວັນ, ແລະວົງຈອນປະສົມປະສານ.
VPE ທົ່ວໄປປະກອບມີ epitaxy ຄວາມກົດດັນບັນຍາກາດແລະ epitaxy ຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງ, ultra-high vacuum vapor deposition, metal organic chemical vapor deposition, etc. ຈຸດສໍາຄັນໃນເຕັກໂນໂລຢີ VPE ແມ່ນການອອກແບບຫ້ອງຕິກິຣິຍາ, ຮູບແບບການໄຫຼຂອງອາຍແກັສແລະຄວາມສອດຄ່ອງ, ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງອຸນຫະພູມແລະການຄວບຄຸມຄວາມແມ່ນຍໍາ, ການຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ການຄວບຄຸມອະນຸພາກແລະຂໍ້ບົກພ່ອງ, ແລະອື່ນໆ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ທິດທາງການພັດທະນາຂອງລະບົບ VPE ການຄ້າຕົ້ນຕໍແມ່ນການໂຫຼດ wafer ຂະຫນາດໃຫຍ່, ການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດຢ່າງເຕັມສ່ວນ, ແລະການກວດສອບອຸນຫະພູມແລະຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ. ລະບົບ VPE ມີສາມໂຄງສ້າງ: ຕັ້ງ, ແນວນອນ ແລະ cylindrical. ວິທີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນປະກອບມີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຕ້ານທານ, ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ induction ຄວາມຖີ່ສູງແລະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ radiation infrared.
ໃນປັດຈຸບັນ, ລະບົບ VPE ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໃຊ້ໂຄງສ້າງແຜ່ນແນວນອນ, ເຊິ່ງມີລັກສະນະເປັນເອກະພາບທີ່ດີຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ epitaxial ແລະການໂຫຼດ wafer ຂະຫນາດໃຫຍ່. ລະບົບ VPE ປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍສີ່ພາກສ່ວນ: ເຕົາປະຕິກອນ, ລະບົບຄວາມຮ້ອນ, ລະບົບເສັ້ນທາງອາຍແກັສແລະລະບົບການຄວບຄຸມ. ເນື່ອງຈາກວ່າເວລາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ GaAs ແລະ GaN epitaxial ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຍາວ, ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແບບ induction ແລະຄວາມຮ້ອນຕໍ່ຕ້ານສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້. ໃນຊິລິຄອນ VPE, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ epitaxial ຫນາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ຄວາມຮ້ອນ induction; ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ epitaxial ບາງໆສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໃຊ້ຄວາມຮ້ອນ infrared ເພື່ອບັນລຸຈຸດປະສົງຂອງການເພີ່ມຂຶ້ນ / ຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາຂອງອຸນຫະພູມ.
3.12 ລະບົບ Epitaxy ໄລຍະຂອງແຫຼວ
ລະບົບ Liquid Phase Epitaxy (LPE) ຫມາຍເຖິງອຸປະກອນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial ທີ່ລະລາຍວັດສະດຸທີ່ຈະປູກ (ເຊັ່ນ Si, Ga, As, Al, ແລະອື່ນໆ) ແລະ dopants (ເຊັ່ນ Zn, Te, Sn, ແລະອື່ນໆ) ໃນ a ໂລຫະທີ່ມີຈຸດລະລາຍຕ່ໍາ (ເຊັ່ນ Ga, In, ແລະອື່ນໆ), ດັ່ງນັ້ນສານລະລາຍແມ່ນອີ່ມຕົວຫຼື supersaturated ໃນຕົວລະລາຍ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ substrate ໄປເຊຍກັນດຽວແມ່ນຕິດຕໍ່. ດ້ວຍການແກ້ໄຂ, ແລະສານລະລາຍຈະຖືກ precipitated ຈາກສານລະລາຍໂດຍການເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງເທື່ອລະກ້າວ, ແລະຊັ້ນຂອງວັດສະດຸໄປເຊຍກັນທີ່ມີໂຄງສ້າງຂອງຜລຶກແລະເສັ້ນດ່າງຄົງທີ່ຄ້າຍຄືກັບຂອງ substrate ແມ່ນປູກຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງ substrate.
ວິທີການ LPE ໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍ Nelson et al. ໃນປີ 1963. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປູກຮູບເງົາ Si ບາງໆແລະວັດສະດຸໄປເຊຍກັນດຽວ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວັດສະດຸ semiconductor ເຊັ່ນ: ກຸ່ມ III-IV ແລະ mercury cadmium telluride, ແລະສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນ optoelectronic ຕ່າງໆ, ອຸປະກອນໄມໂຄເວຟ, ອຸປະກອນ semiconductor ແລະຈຸລັງແສງຕາເວັນ. .
———————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera ສາມາດສະຫນອງພາກສ່ວນ graphite, ອ່ອນ/ແຂງ, ຊິ້ນສ່ວນ silicon carbide, ຊິ້ນສ່ວນ silicon carbide CVD, ແລະຊິ້ນສ່ວນເຄືອບ SiC/TaCພາຍໃນ 30 ມື້.
ຖ້າທ່ານສົນໃຈຜະລິດຕະພັນ semiconductor ຂ້າງເທິງ,ກະລຸນາຢ່າລັງເລທີ່ຈະຕິດຕໍ່ຫາພວກເຮົາໃນຄັ້ງທໍາອິດ.
ໂທ: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-31-2024