Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд фотолитографи ба сийлбэр нь хамгийн их дурдагдсан процессууд байдаг бол эпитаксиаль эсвэл нимгэн хальсан тунадасжуулах арга нь адилхан чухал юм. Энэ нийтлэлд чип үйлдвэрлэхэд ашигладаг хэд хэдэн нийтлэг нимгэн хальсыг буулгах аргуудыг танилцуулж байнаMOCVD, магнетрон цацах, баPECVD.
Нимгэн хальсны процесс нь чип үйлдвэрлэлд яагаад зайлшгүй шаардлагатай вэ?
Дүрслэхийн тулд энгийн шатаасан хавтгай талхыг төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь дангаараа зөөлөн амттай байж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч, амтат буурцагны оо эсвэл чихэрлэг соёолжны сироп гэх мэт өөр өөр сүмсээр гадаргууг сойзоор та түүний амтыг бүрэн өөрчилж чадна. Эдгээр амтыг сайжруулах бүрхүүлүүд нь ижил төстэй байдагнимгэн хальснуудхагас дамжуулагч процесст, харин хавтгай талх өөрөө төлөөлдөгсубстрат.
Чип үйлдвэрлэхэд нимгэн хальс нь тусгаарлагч, дамжуулалт, идэвхгүй байдал, гэрлийг шингээх гэх мэт олон функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд функц бүр нь тодорхой хуримтлуулах аргыг шаарддаг.
1. Металл-органик химийн уурын хуримтлал (MOCVD)
MOCVD нь өндөр чанартай хагас дамжуулагч нимгэн хальс болон нано бүтцийг буулгахад ашигладаг өндөр дэвшилтэт, нарийн техник юм. Энэ нь LED, лазер, цахилгаан электроник зэрэг төхөөрөмжүүдийг үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
MOCVD системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд:
- Хийн дамжуулах систем
Урвалын камерт урвалж бодисыг нарийн нэвтрүүлэх үүрэгтэй. Үүнд: урсгалын хяналт орно:
-
Зөөгч хий
-
Металл-органик прекурсорууд
-
Гидридын хий
Уг систем нь өсөлт ба цэвэрлэх горимуудын хооронд шилжих олон талт хавхлагуудтай.
-
Урвалын танхим
Бодит материалын өсөлт үүсдэг системийн зүрх. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:-
Графит мэдрэгч (субстрат эзэмшигч)
-
Халаагч ба температур мэдрэгч
-
Газар дээр нь хянах оптик портууд
-
Өргөсийг автоматаар ачих/буулгах зориулалттай робот гар
-
- Өсөлтийг хянах систем
Програмчлагдах логик хянагч болон хост компьютерээс бүрдэнэ. Эдгээр нь хуримтлуулах үйл явцын туршид нарийн хяналт, давталтыг баталгаажуулдаг. -
In-situ хяналт
Пирометр, рефлометр зэрэг багажууд нь:-
Киноны зузаан
-
Гадаргуугийн температур
-
Субстратын муруйлт
Эдгээр нь бодит цагийн санал хүсэлт, тохируулга хийх боломжийг олгодог.
-
- Яндан цэвэрлэх систем
Аюулгүй байдал, байгаль орчны шаардлагыг хангахын тулд дулааны задрал эсвэл химийн катализ ашиглан хортой дайвар бүтээгдэхүүнийг боловсруулдаг.
Хаалттай хос шүршүүрийн толгойн (CCS) тохиргоо:
MOCVD-ийн босоо реакторуудад CCS загвар нь шүршүүрийн толгойн бүтэц дэх ээлжлэн цорго ашиглан хийг жигд шахах боломжийг олгодог. Энэ нь дутуу урвалыг багасгаж, жигд хольцыг сайжруулдаг.
-
Theэргэдэг бал чулуу мэдрэгчЦаашлаад хийн хилийн давхаргыг нэгэн төрлийн болгоход тусалдаг ба вафель дээрх хальсны жигд байдлыг сайжруулна.
2. Магнетрон цацах
Магнетрон цацах нь нимгэн хальс, бүрээс, ялангуяа электроник, оптик, керамик зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг физик уурын хуримтлуулах (PVD) арга юм.
Ажлын зарчим:
-
Зорилтот материал
Металл, исэл, нитрид гэх мэтийг хуримтлуулах эх материал нь катод дээр бэхлэгддэг. -
Вакуум танхим
Бохирдлоос зайлсхийхийн тулд процессыг өндөр вакуум дор гүйцэтгэдэг. -
Плазмын үүсэлт
Инерцийн хий, ихэвчлэн аргон нь ионжуулж, плазм үүсгэдэг. -
Соронзон орны хэрэглээ
Соронзон орон нь иончлолын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд зорилтот газрын ойролцоо электронуудыг хязгаарладаг. -
Шүрших үйл явц
Ионууд зорилтот хэсгийг бөмбөгдөж, танхимаар дамжиж, субстрат дээр хуримтлагддаг атомуудыг зайлуулдаг.
Магнетрон цацалтын давуу талууд:
-
Нэг төрлийн хальсан буулгахтом талбайд.
-
Цогцолборын нэгдлүүдийг хуримтлуулах чадвархайлш, керамик зэрэг .
-
Тохируулах процессын параметрүүдзузаан, найрлага, бичил бүтцийг нарийн хянах зориулалттай.
-
Киноны өндөр чанархүчтэй наалдамхай, механик хүч чадалтай.
-
Өргөн материалын нийцтэй байдал, металлаас эхлээд исэл ба нитрид хүртэл.
-
Бага температурт ажиллах, температурт мэдрэмтгий субстратуудад тохиромжтой.
3. Плазмаар сайжруулсан химийн уурын хуримтлал (PECVD)
PECVD нь цахиурын нитрид (SiNx), цахиурын давхар исэл (SiO₂), аморф цахиур зэрэг нимгэн хальсыг буулгахад өргөн хэрэглэгддэг.
зарчим:
PECVD системд прекурсор хий нь вакуум камерт ордог бөгөөд агялалзсан ялгадас плазмашиглан үүсгэсэн:
-
RF-ийн өдөөлт
-
DC өндөр хүчдэл
-
Богино долгионы эсвэл импульсийн эх үүсвэр
Плазм нь хийн фазын урвалыг идэвхжүүлж, реактив зүйлүүдийг бий болгож, субстрат дээр хуримтлагдаж, нимгэн хальс үүсгэдэг.
Хадгалах алхамууд:
-
Плазм үүсэх
Цахилгаан соронзон орны нөлөөгөөр өдөөгдсөн урьдын хий нь ионжуулж реактив радикал ба ион үүсгэдэг. -
Урвал ба тээвэрлэлт
Эдгээр зүйлүүд нь субстрат руу шилжих үед хоёрдогч урвалд ордог. -
Гадаргуугийн урвал
Субстратад хүрэхэд тэдгээр нь шингэж, урвалд орж, хатуу хальс үүсгэдэг. Зарим дайвар бүтээгдэхүүн нь хий хэлбэрээр ялгардаг.
PECVD-ийн ашиг тус:
-
Маш сайн жигд байдалкиноны найрлага, зузаанаар.
-
Хүчтэй наалдацхарьцангуй бага тунадасны температурт ч гэсэн.
-
Хадгаламжийн өндөр хувь, үйлдвэрийн хэмжээнд үйлдвэрлэхэд тохиромжтой.
4. Нимгэн хальсны шинж чанарыг тодорхойлох арга
Нимгэн хальсны шинж чанарыг ойлгох нь чанарын хяналтад зайлшгүй шаардлагатай. Нийтлэг техникүүд нь:
(1) Рентген туяаны дифракц (XRD)
-
Зорилго: Кристал бүтэц, торны тогтмолууд, чиг баримжааг шинжлэх.
-
зарчим: Браггийн хуулинд үндэслэн рентген туяа нь талст материалаар хэрхэн сарнидагийг хэмжинэ.
-
Хэрэглээ: Кристаллографи, фазын шинжилгээ, омог хэмжих, нимгэн хальсны үнэлгээ.
(2) Сканнерийн электрон микроскоп (SEM)
-
Зорилго: Гадаргуугийн морфологи, бичил бүтцийг ажиглах.
-
зарчим: Дээжийн гадаргууг сканнердахдаа электрон цацраг ашигладаг. Илрүүлсэн дохио (жишээлбэл, хоёрдогч ба арын тархсан электронууд) нь гадаргуугийн нарийн ширийн зүйлийг харуулдаг.
-
Хэрэглээ: Материал судлал, нано технологи, биологи, бүтэлгүйтлийн шинжилгээ.
(3) Атомын хүчний микроскоп (AFM)
-
Зорилго: Зургийн гадаргуу атом эсвэл нанометрийн нарийвчлалтай.
-
зарчим: Тогтмол харилцан үйлчлэлийн хүчийг хадгалахын зэрэгцээ хурц мэдрэгч нь гадаргууг сканнердах; босоо шилжилт нь 3D топографийг үүсгэдэг.
-
Хэрэглээ: Нано бүтцийн судалгаа, гадаргуугийн тэгш бус байдлын хэмжилт, биомолекулын судалгаа.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 6-р сарын 25