ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃបច្ចេកទេសដាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើង៖ MOCVD, Magnetron Sputtering និង PECVD

នៅក្នុងការផលិត semiconductor ខណៈពេលដែល photolithography និង etching គឺជាដំណើរការដែលត្រូវបានលើកឡើងជាញឹកញាប់បំផុត បច្ចេកទេសនៃការដាក់ខ្សែភាពយន្ត epitaxial ឬស្តើងគឺមានសារៈសំខាន់ដូចគ្នា។ អត្ថបទនេះណែនាំពីវិធីសាស្ត្រដាក់ស្រទាប់ស្តើងទូទៅមួយចំនួនដែលប្រើក្នុងការផលិតបន្ទះឈីប រួមទាំងMOCVD, ការផ្ទុះមេដែក, និងPECVD.

ហេតុអ្វីបានជាដំណើរការខ្សែភាពយន្តស្តើងមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងការផលិតបន្ទះឈីប?

ដើម្បីជាឧទាហរណ៍ សូមស្រមៃគិតអំពីនំបុ័ងដុតនំធម្មតា។ ដោយខ្លួនឯង វាអាចមានរសជាតិឆ្ងាញ់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយការដុសលើផ្ទៃជាមួយនឹងទឹកជ្រលក់ផ្សេងៗ ដូចជាម្សៅសណ្តែក ឬទឹកស៊ីរ៉ូផ្អែម - អ្នកអាចបំប្លែងរសជាតិរបស់វាទាំងស្រុង។ ថ្នាំកូតបង្កើនរសជាតិទាំងនេះគឺស្រដៀងនឹងខ្សែភាពយន្តស្តើងនៅក្នុងដំណើរការ semiconductor ខណៈពេលដែល flatbread ខ្លួនវាតំណាងឱ្យស្រទាប់ខាងក្រោម.

នៅក្នុងការផលិតបន្ទះសៀគ្វី ខ្សែភាពយន្តស្តើងមានតួនាទីមុខងារជាច្រើន - អ៊ីសូឡង់ ចរន្ត ចរន្តអកម្ម ការស្រូបពន្លឺ។ល។ - ហើយមុខងារនីមួយៗទាមទារឱ្យមានបច្ចេកទេសបន្សល់ទុកជាក់លាក់។

1. ការទម្លាក់ចំហាយគីមីនៃលោហៈ-សរីរាង្គ (MOCVD)

MOCVD គឺជាបច្ចេកទេសកម្រិតខ្ពស់ និងច្បាស់លាស់ដែលប្រើសម្រាប់ការទម្លាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើង និងរចនាសម្ព័ន្ធណាណូដែលមានគុណភាពខ្ពស់ semiconductor ។ វាដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផលិតឧបករណ៍ដូចជា LEDs ឡាស៊ែរ និងថាមពលអេឡិចត្រូនិច។

សមាសធាតុសំខាន់ៗនៃប្រព័ន្ធ MOCVD៖

• ប្រព័ន្ធចែកចាយហ្គាស
  ទទួលខុសត្រូវចំពោះការណែនាំច្បាស់លាស់នៃប្រតិកម្មចូលទៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្ម។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងការគ្រប់គ្រងលំហូរ៖

• ឧស្ម័នដឹកជញ្ជូន

• លោហធាតុ-សរីរាង្គមុនគេ

• ឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន
  ប្រព័ន្ធនេះមានសន្ទះពហុផ្លូវសម្រាប់ប្តូររវាងរបៀបលូតលាស់ និងរបៀបសម្អាត។

• អង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្ម
  បេះដូងនៃប្រព័ន្ធដែលកំណើនសម្ភារៈជាក់ស្តែងកើតឡើង។ សមាសធាតុរួមមានៈ

  • ឧបករណ៍ទប់ក្រាហ្វិច (អ្នកកាន់ស្រទាប់ខាងក្រោម)

  • ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកំដៅនិងសីតុណ្ហភាព

  • ច្រកអុបទិកសម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យក្នុងកន្លែង

  • អាវុធមនុស្សយន្តសម្រាប់ការផ្ទុក wafer ដោយស្វ័យប្រវត្តិ

• ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងការលូតលាស់
  មានឧបករណ៍បញ្ជាតក្កវិជ្ជាដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបាន និងកុំព្យូទ័រម៉ាស៊ីន។ ទាំងនេះធានាបាននូវការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់ និងអាចធ្វើម្តងទៀតបានពេញមួយដំណើរការដាក់ប្រាក់។

• ការត្រួតពិនិត្យនៅនឹងកន្លែង
  ឧបករណ៍ដូចជា pyrometers និង reflectometers វាស់:

  • កម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត

  • សីតុណ្ហភាពផ្ទៃ

  • កោងនៃស្រទាប់ខាងក្រោម
    ទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានមតិកែលម្អ និងកែតម្រូវតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង។

• ប្រព័ន្ធព្យាបាលការហៀរសំបោរ
  ព្យាបាលផលិតផលពុលដោយប្រើការបំបែកកម្ដៅ ឬកាតាលីករគីមី ដើម្បីធានាសុវត្ថិភាព និងអនុលោមតាមបរិស្ថាន។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ Closed-Coupled Showerhead (CCS)៖

នៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ MOCVD បញ្ឈរ ការរចនា CCS អនុញ្ញាតឱ្យឧស្ម័នត្រូវបានចាក់ដោយឯកសណ្ឋានតាមរយៈក្បាលម៉ាស៊ីនឆ្លាស់គ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធក្បាលផ្កាឈូក។ នេះកាត់បន្ថយប្រតិកម្មមិនគ្រប់ខែ និងបង្កើនការលាយឯកសណ្ឋាន។

• នេះ។ឧបករណ៍ទប់ក្រាហ្វិចបង្វិលបន្ថែម​ទៀត​ជួយ​ធ្វើ​ឱ្យ​ស្រទាប់​ព្រំដែន​នៃ​ឧស្ម័ន​មាន​ភាព​ដូចគ្នា ​ធ្វើ​ឱ្យ​ប្រសើរ​ឡើង​នូវ​ភាព​ស្មើគ្នា​នៃ​ខ្សែភាពយន្ត​នៅ​ទូទាំង​ wafer ។

2. Magnetron Sputtering

Magnetron sputtering គឺជាវិធីសាស្រ្តនៃការបំភាយចំហាយរាងកាយ (PVD) ដែលត្រូវបានប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការដាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើង និងថ្នាំកូត ជាពិសេសនៅក្នុងអេឡិចត្រូនិច អុបទិក និងសេរ៉ាមិច។

គោលការណ៍ការងារ៖

1. សម្ភារៈគោលដៅ
   សម្ភារៈប្រភពដែលត្រូវដាក់ - លោហធាតុ អុកស៊ីដ នីត្រាត ។ល។ - ត្រូវបានជួសជុលនៅលើ cathode ។

2. បន្ទប់បូមធូលី
   ដំណើរការត្រូវបានអនុវត្តនៅក្រោមកន្លែងទំនេរខ្ពស់ដើម្បីជៀសវាងការចម្លងរោគ។

3. ជំនាន់ប្លាស្មា
   ឧស្ម័នអសកម្ម ជាធម្មតា argon ត្រូវបាន ionized ដើម្បីបង្កើតប្លាស្មា។

4. កម្មវិធីវាលម៉ាញេទិក
   វាលម៉ាញេទិកបង្ខាំងអេឡិចត្រុងនៅជិតគោលដៅដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពអ៊ីយ៉ូដ។

5. ដំណើរការ Sputtering
   អ៊ីយ៉ុងបានទម្លាក់គ្រាប់បែកទៅលើគោលដៅ ដោយបញ្ចេញអាតូមដែលធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់អង្គជំនុំជម្រះ ហើយដាក់ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។

គុណសម្បត្តិនៃ Magnetron Sputtering៖

• ឯកសណ្ឋាននៃខ្សែភាពយន្តនៅទូទាំងតំបន់ធំ ៗ ។

• សមត្ថភាពក្នុងការដាក់ប្រាក់បញ្ញើសមាសធាតុស្មុគស្មាញរួមទាំងយ៉ាន់ស្ព័រ និងសេរ៉ាមិច។

• ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការដែលអាចកែសម្រួលបាន។សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់នៃកម្រាស់ សមាសភាព និងរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ។

• គុណភាពខ្សែភាពយន្តខ្ពស់។ជាមួយនឹងភាពស្អិតជាប់រឹងមាំនិងកម្លាំងមេកានិច។

• ភាពឆបគ្នានៃសម្ភារៈទូលំទូលាយពីលោហធាតុទៅអុកស៊ីដនិងនីទ្រីត។

• ប្រតិបត្តិការសីតុណ្ហភាពទាបសមរម្យសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលងាយនឹងសីតុណ្ហភាព។

3. ការបំផ្លិចបំផ្លាញគីមីដែលបង្កើនប្លាស្មា (PECVD)

PECVD ត្រូវ​បាន​គេ​ប្រើ​យ៉ាង​ទូលំទូលាយ​សម្រាប់​ការ​ដាក់​ស្រទាប់​ស្តើង​ដូច​ជា​ស៊ីលីកុន​នីត្រាត (SiNx), ស៊ីលីកុន​ឌីអុកស៊ីត (SiO₂) និង​ស៊ីលីកុន​អាម៉ូញាក់។

គោលការណ៍៖

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ PECVD ឧស្ម័នមុនគេត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងបន្ទប់ខ្វះចន្លោះដែល aបញ្ចេញពន្លឺប្លាស្មាត្រូវបានបង្កើតដោយប្រើ៖

• ការរំភើបចិត្ត RF

• តង់ស្យុងខ្ពស់ DC

• មីក្រូវ៉េវ ឬប្រភពជីពចរ

ប្លាស្មាធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្មដំណាក់កាលឧស្ម័ន បង្កើតប្រភេទប្រតិកម្មដែលដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើង។

ជំហាននៃការដាក់ប្រាក់៖

1. ការបង្កើតប្លាស្មា
   រំភើបដោយវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ឧស្ម័នមុនគេបង្កើតអ៊ីយ៉ុងដើម្បីបង្កើតជារ៉ាឌីកាល់ប្រតិកម្ម និងអ៊ីយ៉ុង។

2. ប្រតិកម្មនិងការដឹកជញ្ជូន
   ប្រភេទសត្វទាំងនេះទទួលប្រតិកម្មបន្ទាប់បន្សំ នៅពេលដែលពួកវាផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅកាន់ស្រទាប់ខាងក្រោម។

3. ប្រតិកម្មលើផ្ទៃ
   នៅពេលឈានដល់ស្រទាប់ខាងក្រោម ពួកវាស្រូបយក ប្រតិកម្ម និងបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តរឹង។ អនុផលខ្លះត្រូវបានបញ្ចេញជាឧស្ម័ន។

អត្ថប្រយោជន៍ PECVD៖

• ឯកសណ្ឋានដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងសមាសភាពនិងកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត។

• ភាពស្អិតជាប់ខ្លាំងសូម្បី​តែ​នៅ​សីតុណ្ហភាព​ទាប​គួរ​ឱ្យ​កត់​សម្គាល់​។

• អត្រាការប្រាក់ខ្ពស់។ធ្វើឱ្យវាសមរម្យសម្រាប់ផលិតកម្មខ្នាតឧស្សាហកម្ម។

4. បច្ចេកទេសកំណត់លក្ខណៈខ្សែភាពយន្តស្តើង

ការយល់ដឹងអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃខ្សែភាពយន្តស្តើងគឺចាំបាច់សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យគុណភាព។ បច្ចេកទេសទូទៅរួមមាន:

(1) ការពង្រីកកាំរស្មីអ៊ិច (XRD)

• គោលបំណង៖ វិភាគរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ថេរបន្ទះឈើ និងការតំរង់ទិស។

• គោលការណ៍៖ ផ្អែកលើច្បាប់របស់ Bragg វាស់វែងពីរបៀបដែលកាំរស្មីអ៊ិចបង្វែរតាមវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់។

• កម្មវិធី៖ គ្រីស្តាល់ ការវិភាគដំណាក់កាល ការវាស់វែងសំពាធ និងការវាយតម្លៃខ្សែភាពយន្តស្តើង។

(2) ការស្កែនអេឡិចត្រុងមីក្រូទស្សន៍ (SEM)

• គោលបំណង៖ សង្កេតមើល morphology ផ្ទៃ និង microstructure ។

• គោលការណ៍៖ ប្រើធ្នឹមអេឡិចត្រុងដើម្បីស្កេនផ្ទៃគំរូ។ សញ្ញាដែលបានរកឃើញ (ឧ. អេឡិចត្រុងបន្ទាប់បន្សំ និងខាងក្រោយ) បង្ហាញព័ត៌មានលម្អិតលើផ្ទៃ។

• កម្មវិធី៖ វិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ បច្ចេកវិទ្យាណាណូ ជីវវិទ្យា និងការវិភាគបរាជ័យ។

(3) មីក្រូទស្សន៍នៃកម្លាំងអាតូមិក (AFM)

• គោលបំណង៖ ផ្ទៃរូបភាពនៅកម្រិតអាតូមិច ឬណាណូម៉ែត្រ។

• គោលការណ៍៖ ការស៊ើបអង្កេតមុតស្រួចស្កេនផ្ទៃខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវកម្លាំងអន្តរកម្មថេរ។ ការផ្លាស់ទីលំនៅបញ្ឈរបង្កើតឱ្យមានសណ្ឋានដី 3D ។

• កម្មវិធី៖ ការស្រាវជ្រាវរចនាសម្ព័ន្ធណាណូ ការវាស់វែងភាពរដុបលើផ្ទៃ ការសិក្សាជីវម៉ូលេគុល។