Bir makalede ince film hazırlama teknolojisi hakkında bilgi edinin

ÖğrenmekArastlamakThinFilmPtazminatTEchnologyONEArtice

İnce film epitaksiyal büyüme, yarı iletken cihazlarda, optoelektronik ve nanoteknolojide yaygın olarak kullanılan temel bir malzeme hazırlama yöntemidir.

Bu işlem, belirli özelliklere ve yapıya sahip bir film oluşturmak için substratın yüzeyinde katman ile malzeme tabakasının atomlarının veya moleküllerinin birikmesini içerir, böylece büyüme işlemi filmin yapısını ve son özelliklerini doğrudan etkiler.

Dökme malzemelerle karşılaştırıldığında, ince filmler kolay hazırlık, kolay modifikasyon ve düşük maliyet özelliklerine sahiptir. Aynı zamanda, ince - film - tabanlı cihazlar kütle ve boyut bakımından daha küçüktür ve yüksek entegrasyon elde etmek için Si - tabanlı CMOS ve mikro - tabanlı CMO'lar ve mikro {}}} Electro -}}} Mekanik Sistem (MEMS) teknolojileri ile entegre.

Şu anda, ince filmler hazırlama teknolojisi esas olarak püskürtme birikimi, vakum buharlaşması, moleküler ışın epitaksi (MBE), kimyasal banyo birikimi (CBD) ve diğer yöntemleri içerir.

0020-33806 Üst Oda DPS + Poli

Vakum buharlaşma yöntemi

Vakum buharlaşması, bir vakum odasındaki buharlaştırıcı kapta hammaddeleri (hedef olarak da bilinir) ısıtmak için bir yöntemdir, atomlarını veya moleküllerini bir buhar akışı oluşturmak için süblimleştirir, daha düşük bir sıcaklıkla katı bir substratın yüzeyine taşır ve daha sonra ve bunları ince bir film içine yerleştirir. Vakum buharlaşma kaplama ekipmanı esas olarak vakum odası, buharlaşma kaynağı veya buharlaştırma ısıtıcı, substrat, substrat ısıtıcı ve termometreyi içerir. Normalde, termal buharlaşma ile biriken malzemenin erime noktasının 1500 derecenin altında olması gerekir ve buharlaşma oranı, biriktirme işlemi sırasında ısıtma akımı miktarına göre ayarlanır. Buharlaştırılan filmin bileşiminin ve kalınlığının tekdüzeliğini ve buharlaşma işleminin tekrarlanabilirliğini sağlamak için, substrat döner tablosunu ve kuvars kısmi film kalınlığı izleme sistemini ek olarak donatmak da gereklidir. Vakum buharlaşma kaplaması, şekilde gösterildiği gibi üç ana işlemden oluşur:

Elektron ışını buharlaşmasını örnek olarak alarak, ilk olarak, katı - faz hedefi, yüksek sıcaklıkta bir buhar fazına dönüştürülür.

Daha sonra, buharlaştırılmış atomlar veya moleküller, buharlaşma kaynağı ile substrat arasında taşınır ve uçuş sırasında gaz - faz partikülleri ile kalıntı gaz molekülleri, vakum derecesi ile kalıntı gaz molekülleri, vakum derecesi ile hedef ve alt tabaka arasındaki mesafeyi, en sonlu aşamayı belirleyen ortalama araziyi belirleyen mesafeyi etkiler, bu da öngörülür, sonlandırma, sonlandırma, sonlandırma yolunu belirleyen, sonlandırma yolunu belirleyen, sonlandırma, sonlandırma içeriği, sonlandırma yolunu belirleyen, öngörülür. Buhar - substratın yüzeyinde, buhar - faz malzeme yoğunlaşması, çekirdeklenme merkezi oluşumu, çekirdeklenme büyümesi ve son olarak sürekli bir filmin oluşumu gibi anahtar adımları içeren faz parçacıkları.

Substrat sıcaklığı hedef sıcaklıktan önemli ölçüde daha düşük olduğundan, gaz - katı faz partikülleri, substrat yüzeyinde doğrudan bir gaz - katı faz geçişine maruz kalacaktır. Yukarıdaki işlem adımlarının hepsinin yüksek bir vakum ortamında tamamlanması gerektiğini vurgulamak önemlidir. Vakum yetersizse, buharlaştırılan parçacıklar artık gaz molekülleri ile sık sık çarpışacaktır, bu da sadece oksitler oluşturmak için safsızlıklar tarafından film katmanının kirlenmesine yol açmayacak, aynı zamanda gaz moleküllerinin saçılma etkisi nedeniyle homojen ve yoğun bir film yapısı oluşturulmasına neden olabilir, ek olarak, hedef, yüksek sıcaklıkta yakılabilir ve yüksek sıcaklıkta yakılabilir. Vakum buharlaşma, onlarca yıl boyunca ince filmler üretmek için kullanılmıştır ve çok yönlüdür.

Son yıllarda, yüksek sıcaklıklarda film hammaddeleri ve kaplar arasındaki kimyasal reaksiyonu inhibe etmek veya bunlardan kaçınmak için, hükmü ve ısıtma yöntemlerinde, yüksek erime noktası ısısı kullanılması - dirençli bor nitrür seramik kabiliyetleri; Bir ısıtma kaynağı olarak bir elektron ışını veya lazer kullanılarak, hammadde yüzeyinin küçük bir alanı ısıtılır, böylece alan anında yüksek bir sıcaklığa ulaşır.

Fonksiyonel film performansı için artan gereksinimlere yanıt olarak, karmaşık kompozisyonlarla veya çoklu - katman kompozit filmleri ile kompozit filmler üretmek için multi - kaynak Co - buharlaşma ve sıralı buharlaşma yöntemleri kullanılır.

Buna ek olarak, araştırmacılar buharlaşma sırasında bileşen ayrımına eğilimli bileşik filmler için bir reaksiyon buharlaşma yöntemi geliştirdiler.

Vakum buharlaşma yöntemi düşük maliyet, basit ekipman ve kolay çalışma avantajlarına sahiptir ve bu yöntemle biriken filmin büyüme mekanizması basittir, film saflığı yüksektir, film kalınlığı kesin ve kontrol edilebilir ve açık grafikler maske plakası kullanılarak elde edilebilir. Bu yöntemin ana dezavantajı, termal buharlaşma ile üretilen gazın - faz atomlarının kinetik enerjisinin, püskürtme birikiminden daha düşük olması ve substrat ve katılaşma zayıftır, bu da substrat ve substrat arasındaki bağın, substratın ısıtılmasıyla iyileştirilebilmesidir.

Püskürtme biriktirme yöntemi

Püskürtme biriktirme teknolojisi, fiziksel buhar birikimi (PVD) teknolojisinin önemli bir dalıdır. Yüksek - enerji plazması oluşturmak için vakum odasındaki nadir gazları (AR, O2, N2, vb.) Aktive etmek için radyo frekansı enerjisi veya lazer ışınları kullanarak çalışır. Bu plazmalardaki iyonlar, elektrik alanının etkisi altında hedef yüzeyin bombardımanını hızlandırır ve hedef atomlar, kinetik enerji transferi yoluyla kafes esaretinden kopmak için yeterli enerji elde eder ve daha sonra gaz halindeki formda göç eder ve ince bir film oluşturmak için substratın yüzeyine birikir.

Şu anda kullanılan püskürtme biriktirme teknolojisi, esas olarak diyot püskürtme, tripole püskürtme, reaktif püskürtme ve manyetron püskürtme, aralarında en yaygın kullanılan ve en sanayileşmiş ince film püskürtme biriktirme teknolojisidir ve ekipman ve prensibi şekilde gösterilmektedir.

Bu teknoloji, bir vakum odasında kapalı bir manyetik alan oluşturur ve hedef yüzeye paralel yönü, plazma ve ikincil elektronları hedefin yakınındaki alanla sınırlayarak argonun iyonizasyon verimliliğini artırabilir. Bu manyetik hapsetme etkisi, yüksek - enerji yüklü parçacıkların sayısını ve plazmada kinetik enerjilerini aynı anda artırabilir, böylece yüksek - enerji parçacıklarının püskürtme hedefinin yüzeyi üzerindeki bombardıman etkisini büyük ölçüde artırabilir ve ince filmlerin depozisyonunda önemli bir artış sağlayabilir.

Yüksek film oluşum oranı nedeniyle, atomların kristal kafesdeki en düşük enerji pozisyonuna göç etmek için yeterli zamanları yoktur, bu nedenle magnetron püskürtme kullanılarak hazırlanan yarı iletken filmler genellikle yüksek kusur yoğunluğuna sahiptir.

Bununla birlikte, bu teknik geniş film alanlarını biriktirmek için kullanılabilir ve kuvars kristal osilatörleri aracılığıyla film kalınlığının kesin kontrolünü elde edebilir.

Kimyasal banyo biriktirme yöntemi

CBD yöntemi kullanılarak biriken kurşun tuz bileşiklerinin en eski filmi, II. Dünya Savaşı dönemine dayanan PBS'dir. Geçen yüzyılın altmışlı yıllarında, bu teknoloji PBSE filmlerini yatırmak için yaygın olarak kullanılmıştır. Ortak CBD reaktör cihazlarının ve prensiplerinin şematik diyagramı şekilde gösterilmiştir:

Belirli koşullar altında, öncü çözeltide Pb 2+ ve Se2- üretmek için bir hidroliz reaksiyonuna tabi tutulur ve bu iki iyonun konsantrasyonu çözelti konsantrasyon ürün sabitini aşmak için arttığında, bir PBSE filmi oluşturmak için çözeltiden PBSE çökeltmesi üretilecektir.

Pb 2+ kaynakları genellikle Pb (NO3) 2 ve Pb (CH3COO) 2'dir ve Se2-Ion kaynakları (NH2) 2CSE ve NA2SESO3'tür.

0040-02544 Üst gövde, DPS Metal

CBD teknolojisinin ince filmlerin biriktirilmesi için temel teknolojisi, öncüllerin hidroliz reaksiyonunu düzenlemek ve öncülerin konsantrasyonunu, pH, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi ve diğer proses parametrelerini kontrol ederek PBSE filmlerinin birikme oranını ve film oluşum kalitesini kontrol etmektir.

CBD işlemi, basit cihazı, hızlı film oluşumu, düşük işlem maliyeti ve reaksiyonun kolay kontrolü nedeniyle PBSE filmleri hazırlamak için ana akım yöntemdir.

Ek olarak, genellikle 100 derecenin altındaki sıcaklıklarda reaksiyona girer ve substrat malzemeleriyle oldukça uyumludur.