1. Кереш сүз
Физик яки химик ысуллар белән субстрат материаллар өслегенә матдәләр (чимал) бәйләү процессы нечкә пленка үсеше дип атала.
Төрле эш принциплары буенча, интеграль схема нечкә пленкаларны чүпләргә бүләргә мөмкин:
-Физик пар парламенты (ПВД);
-Химик пар парламенты (CVD);
- Киңәйтү.
2. Нечкә кино үсеше процессы
2.1 Физик парларның чүпләнүе һәм бөтерелү процессы
Физик парны чүпләү процессы вакуум парга әйләнү, бөтерелү, плазма каплау һәм молекуляр нур эпитаксы кебек физик ысулларны куллануны аңлата, вафер өслегендә нечкә фильм формалаштыру.
VLSI индустриясендә иң киң кулланылган PVD технологиясе чәчелү, ул нигездә электродлар һәм интеграль схемаларның металл үзара бәйләнеше өчен кулланыла. Спуттеринг - сирәк газлар [аргон (Ar) кебек) ионнарга (мәсәлән, Ар +) югары вакуум шартларында тышкы электр кыры тәэсирендә ионлаштырыла, һәм югары көчәнеш шартларында материаль максат чыганагын бомбардировать итә, максатлы материалның атомнарын яки молекулаларын бәреп, аннары вафин өслегенә килеп, бәрелешсез очу процессыннан соң нечкә фильм формалаштыру. Ar тотрыклы химик үзлекләргә ия, һәм аның ионнары максатлы материал һәм пленка белән химик реакция ясамаслар. Интеграль челтәр чиплары 0,13μм бакыр үзара бәйләнеш чорына кергәч, бакыр барьер материал катламы титан нитриды (TiN) яки тантал нитриды (TaN) пленкасын куллана. Сәнәгать технологиясенә ихтыяҗ химик реакция спуттеринг технологиясен тикшерүне һәм үстерүне алга этәрде, ягъни штурмлау палатасында, Ардан кала, реактив газ азоты да бар (N2), шулай итеп Ti яки Ta бомбардировщик. максатлы материал Ti яки Ta кирәкле TiN яки TaN фильм чыгару өчен N2 белән реакциядә.
Өч еш кулланыла торган бөтерелү ысулы бар, алар - DC спуттеринг, RF спуттеринг һәм магнитрон спуттеринг. Интеграль схемаларның интеграциясе арта барган саен, күп катламлы металл чыбык катламнары саны арта, һәм PVD технологиясен куллану киңәя бара. PVD материалларына Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2 һ.б. керә.
ПВД һәм бөтерелү процесслары гадәттә югары мөһерләнгән реакция камерасында вакуум дәрәҗәсе 1 × 10-7 - 9 × 10-9 Торр белән тәмамлана, бу реакция вакытында газның чисталыгын тәэмин итә ала; шул ук вакытта, сирәк газны ионлаштыру өчен, тышкы югары көчәнеш кирәк, максатны бомбалау өчен җитәрлек көчәнеш чыгару өчен. ПВДны бәяләү өчен төп параметрлар тузан күләмен, шулай ук каршылык кыйммәтен, бердәмлекне, чагылдырылган калынлыкны һәм формалашкан фильмның стрессын үз эченә ала.
2.2 Химик парларны чүпләү һәм чәчү процессы
Химик пар парламенты (CVD) процесс технологиясен аңлата, анда төрле өлешчә басымлы төрле газ реакторлары билгеле бер температурада һәм басымда химик реакция ясыйлар, һәм барлыкка килгән каты матдәләр кирәкле нечкәлекне алу өчен субстрат материал өслегенә урнаштырыла. фильм. Традицион интеграль схема җитештерү процессында алынган нечкә пленка материаллары, гадәттә, оксидлар, нитридлар, карбидлар яки поликристалл кремний һәм аморф кремний кебек материаллар. Сайланма эпитаксиаль үсеш, 45нм төеннән соң еш кулланыла, мәсәлән, чыганак һәм дренаж SiGe яки Si сайлап эпитаксиаль үсеш, шулай ук CVD технологиясе.
Бу технология бер үк кристалл материаллар формалаштыруны дәвам итә ала, кремнийның бер кристалл субстратында яки оригиналь тактасы буенча башка материалларда оригиналь такталарга охшаган. CVD изоляцион диэлектрик фильмнар (SiO2, Si3N4 һәм SiON һ.б.) һәм металл пленкалар (вольфрам һ.б.) үсешендә киң кулланыла.
Гадәттә, басым классификациясе буенча, CVD атмосфера басымы химик пар парламенты (APCVD), атмосфера басымы химик пар парламенты (SAPCVD) һәм түбән басымлы химик пар парламенты (LPCVD) дип бүленергә мөмкин.
Температура классификациясе буенча, CVDны югары температура / түбән температуралы оксид пленкасы химик пар парламенты (HTO / LTO CVD) һәм тиз җылылык химик пар парламенты (Тиз җылылык CVD, RTCVD) бүләргә мөмкин;
Реакция чыганагы буенча, CVD силан нигезендәге CVD, полиэстер нигезендәге CVD (TEOS нигезендә CVD) һәм металл органик химик пар парламенты (MOCVD) булырга мөмкин;
Энергия классификациясе буенча, CVD җылылык химик пар парламенты (Термаль CVD), плазманы көчәйтелгән химик пар парламенты (Плазманы көчәйтелгән CVD, PECVD) һәм югары тыгызлыктагы плазмалы химик пар парламенты (Highгары тыгызлык Плазмалы CVD, HDPCVD) дип бүләргә мөмкин. Күптән түгел, бик яхшы бушлыкны тутыру мөмкинлеге булган агып торган химик пар парламенты (Flowable CVD, FCVD) эшләнде.
Төрле CVD үскән фильмнар төрле үзенчәлекләргә ия (мәсәлән, химик состав, диэлектрик даими, киеренкелек, стресс һәм өзелү көчәнеше) һәм төрле процесс таләпләре буенча аерым кулланылырга мөмкин (мәсәлән, температура, адым каплау, тутыру таләпләре һ.б.).
2.3 Атом катламын чүпләү процессы
Атом катламы (ALD) атом катламын субстрат материалда катлам буенча бер атом кино катламын катламга үстерүне аңлата. Типик ALD газ прекурсорларын реакторга алмаштырылган импульс рәвешендә кертү ысулын куллана.
Мәсәлән, беренчедән, реакция прекурсоры субстрат өслегенә кертелә, һәм химик adsorptionдан соң, субстрат өслегендә бер атом катламы барлыкка килә; аннары прекурсор 1 субстрат өслегендә һәм реакция камерасында һава насосы белән чыгарыла; аннары реакция прекурсоры 2 субстрат өслегенә кертелә, һәм субстрат өслегендә 1 прекурсор белән химик реакция ясый, тиешле нечкә кино материалы һәм субстрат өслегендә тиешле продуктлар чыгару өчен; прекурсор 1 тулысынча реакция ясаганда, реакция автоматик рәвештә бетәчәк, бу ALD-ның үз-үзен чикләүче характеристикасы, аннары калган реакторлар һәм продуктлар киләсе үсеш этабына әзерләнү өчен чыгарыла; aboveгарыдагы процессны өзлексез кабатлап, бер кат атомлы катлам белән үскән нечкә кино материалларын чүпләүгә ирешергә мөмкин.
ALD һәм CVD икесе дә субстрат өслегендә химик реакция өчен газлы химик реакция чыганагын кертү ысуллары, ләкин аерма шунда: CVD газлы реакция чыганагы үз-үзен чикләү үсешенә хас түгел. Күрергә була, ALD технологиясен үстерүнең ачкычы - үз-үзен чикләүче реакция үзенчәлекләре булган прекурсорларны табу.
2.4 Эпитаксиаль процесс
Эпитаксиаль процесс субстратта тулысынча заказланган бер кристалл катламны үстерү процессын аңлата. Гомумән алганда, эпитаксиаль процесс - бер кристалл субстраттагы оригиналь субстрат белән бер үк такталы ориентация белән кристалл катлам үстерү. Эпитаксиаль процесс ярымүткәргеч җитештерүдә киң кулланыла, мәсәлән, интеграль челтәр индустриясендә эпитаксиаль кремний вафлары, урнаштырылган чыганак һәм MOS транзисторларының эпитаксиаль үсеше, LED субстратларында эпитаксиаль үсеш һ.б.
Sourceсеш чыганагының төрле фаза торышы буенча эпитаксиаль үсеш ысулларын каты фазалы эпитаксиягә, сыек фазалы эпитаксиягә һәм пар фазасы эпитаксиясенә бүлеп була. Интеграль схема җитештерүдә еш кулланыла торган эпитаксиаль ысуллар - каты фазалы эпитакси һәм пар фазасы эпитакси.
Каты фаза эпитаксы: каты чыганак ярдәмендә субстратта бер кристалл катламның үсешен аңлата. Мәсәлән, ион имплантациясеннән соң җылылык аннализациясе - каты фаза эпитакси процессы. Ион имплантациясе вакытында кремний вафинның кремний атомнары югары энергияле имплантацияләнгән ионнар белән бомбардировать ителә, үзләренең төп такталарын калдырып, аморф булып, аморф кремний катламын ясыйлар. Highгары температуралы җылылык белән аннальләшкәннән соң, аморф атомнары такталарына кире кайталар һәм субстрат эчендәге атом кристалл юнәлешенә туры киләләр.
Пар фазасы эпитаксының үсеш ысулларына химик пар фазасы эпитакси, молекуляр нур эпитаксы, атом катламы эпитаксы һ.б. керә. Химик пар фазасы эпитакси принцибы, нигездә, химик пар парламенты белән бертигез. Икесе дә газ кушылганнан соң вафер өслегендә химик реакция ясап нечкә пленкалар урнаштыручы процесслар.
Аерма шунда: химик пар фазасы эпитакси бер кристалл катламны үстергәнгә, җиһаздагы пычраклык һәм вафин өслегенең чисталыгы өчен югары таләпләр бар. Беренче химик пар парлары эпитаксиаль кремний процессы югары температура шартларында (1000 ° C-тан зуррак) үткәрелергә тиеш. Процесс җиһазларын камилләштерү, аеруча вакуум алмашу камерасы технологиясен куллану белән, җиһаз куышлыгының чисталыгы һәм кремний вафаты өслеге яхшырды, кремний эпитаксы түбән температурада (600-700 °) үткәрелергә мөмкин. В). Эпитаксиаль кремний вафин процессы - кремний вафин өслегендә бер кристалл кремний катламын үстерү.
Оригиналь кремний субстрат белән чагыштырганда, эпитаксиаль кремний катламы чисталыгы югарырак һәм такталар кимчелекләренә ия, шуның белән ярымүткәргеч җитештерү уңышын яхшырта. Моннан тыш, кремний вафында үскән эпитаксиаль кремний катламының үсеш калынлыгы һәм допинг концентрациясе сыгылмалы итеп эшләнергә мөмкин, бу субстрат каршылыгын киметү һәм субстрат изоляциясен көчәйтү кебек җайланма дизайнына сыгылучылык китерә ала. Чыганак-дренаж эпитаксиаль процессы - алдынгы логик технология төеннәрендә киң кулланылган технология.
Бу MOS транзисторларының чыганагында һәм дренаж өлкәләрендә эпитаксиаль рәвештә үрелгән германий кремний яки кремний үсеш процессына карый. Чыганак-дренаж эпитаксиаль процессын кертүнең төп өстенлекләренә түбәндәгеләр керә: такталар адаптациясе аркасында стресс булган псевдокристалл катламны үстерү, канал йөртүче хәрәкәтен яхшырту; Чыганакны һәм дренажны ситу-допинг чыганак-дренаж чишелешенең паразитик каршылыгын киметергә һәм югары энергияле ион имплантациясенең кимчелекләрен киметергә мөмкин.
3. Нечкә пленка үсеш җиһазлары
3.1 Вакуум парга әйләнү җиһазлары
Вакуум парга әйләнү ысулы - вакуум камерасында каты материалларны җылыту, аларның парга әйләнүе, парлануы яки сублиматлашуы, аннары конденсаторлау һәм субстрат материал өслегендә билгеле бер температурада урнаштыру.
Гадәттә ул өч өлештән тора, ягъни вакуум системасы, парлану системасы һәм җылыту системасы. Вакуум системасы вакуум торбалардан һәм вакуум насослардан тора, һәм аның төп функциясе - парлану өчен квалификацияле вакуум мохитен тәэмин итү. Парлану системасы парлану таблицасыннан, җылыту компонентыннан һәм температураны үлчәү компонентыннан тора.
Парга әйләнергә тиешле максат материалы (мәсәлән, Аг, Аль һ.б.) парга әйләнү өстәленә куелган; җылыту һәм температураны үлчәү компоненты - ябык әйләнешле система, парлану температурасын контрольдә тоту өчен кулланыла. Heatingылыту системасы вафин этаптан һәм җылыту компонентыннан тора. Вафин этап нечкә пленка парга әйләнергә тиешле субстратны урнаштыру өчен кулланыла, һәм җылыту компоненты субстрат җылыту һәм температураны үлчәү контролен тормышка ашыру өчен кулланыла.
Вакуум мохиты вакуум парга әйләнү процессында бик мөһим шарт, бу парлану дәрәҗәсе һәм фильмның сыйфаты белән бәйле. Әгәр вакуум дәрәҗәсе таләпләргә туры килмәсә, парланган атомнар яки молекулалар калдык газ молекулалары белән еш бәрелешәчәк, аларның уртача ирекле юлын кечерәйтәчәк, һәм атомнар яки молекулалар каты таралырлар, шуның белән хәрәкәт юнәлешен үзгәртәләр һәм кино киметәләр. формалашу дәрәҗәсе.
Моннан тыш, калдык пычрак газ молекулалары булганлыктан, урнаштырылган пленка җитди пычранган һәм сыйфатсыз, аеруча палатаның басым күтәрелү дәрәҗәсе стандартка туры килмәгәндә һәм агып чыкканда, вакуум камерасына һава агып чыгачак. , кино сыйфатына җитди йогынты ясаячак.
Вакуум парга әйләнү җиһазларының структур характеристикалары зур күләмле субстратларда каплауның бердәмлеге начар булуын билгели. Аның бердәмлеген яхшырту өчен, чыганак-субстрат дистанцияне арттыру һәм субстратны әйләндерү ысулы гадәттә кабул ителә, ләкин чыганак-субстрат арасын арттыру фильмның үсеш темпын һәм чисталыгын корбан итәчәк. Шул ук вакытта, вакуум киңлегенең артуы аркасында, парга әйләнгән материалның куллану дәрәҗәсе кими.
3.2 DC физик парны чүпләү җиһазлары
Туры агымдагы физик пар парламенты (DCPVD) шулай ук катод спуттеры яки вакуум DC ике этаплы бөтерелү дип тә атала. Вакуум DC-ның максатчан материалы катод, субстрат анод буларак кулланыла. Вакуум чәчү - процесс газын ионлаштырып плазма формалаштыру.
Плазмадагы корылма кисәкчәләре билгеле күләмдә энергия алу өчен электр кырында тизләнәләр. Enoughитәрлек энергия булган кисәкчәләр максат материалы өслеген бомбардировать итәләр, шулай итеп максат атомнары таралалар; билгеле кинетик энергия белән чәчелгән атомнар субстратка таба хәрәкәт итәләр, субстрат өслегендә нечкә пленка ясыйлар. Чәчү өчен кулланылган газ, гадәттә, сирәк газ, мәсәлән, аргон (Ar), шуңа күрә бөтерелү аркасында барлыкка килгән фильм пычранмас; өстәвенә, аргонның атом радиусы бөтерелү өчен кулайрак.
Чәчкән кисәкчәләрнең зурлыгы чәчелгән максат атомнары зурлыгына якын булырга тиеш. Әгәр дә кисәкчәләр бик зур яки бик кечкенә булса, эффектив бөтерелү барлыкка килми. Атомның зурлык факторына өстәп, атомның масса факторы бөтерелү сыйфатына да тәэсир итәчәк. Әгәр дә чәчелгән кисәкчәләр чыганагы артык җиңел булса, максатлы атомнар чәчелмәячәк; бөтерелгән кисәкчәләр артык авыр булса, максат "иеләчәк" һәм максат бөтерелмәячәк.
DCPVD кулланылган максатчан материал үткәргеч булырга тиеш. Чөнки процесстагы аргон ионнары максатлы материалны бомбардирлагач, алар максатлы материал өслегендә электроннар белән берләшәчәкләр. Максатлы материал металл кебек үткәргеч булганда, бу рекомбинациядә кулланылган электроннар электр белән тәэмин итү һәм максатчан материалның бүтән өлешләрендә ирекле электроннар белән җиңелрәк үткәрелә, шулай итеп максат материалы өслеге а бөтенесе тискәре корылма булып кала һәм шакылдау саклана.
Киресенчә, максатлы материал изолятор булса, максатлы материал өслегендәге электроннар рекомбинацияләнгәннән соң, максатлы материалның бүтән өлешендәге ирекле электроннарны электр үткәрү белән тулыландырып булмый, хәтта уңай корылмалар да тупланачак. максатчан материалның өслеге, максатчан материаль потенциалның күтәрелүенә китерә, һәм максатлы материалның тискәре корылмасы юкка чыкканчы зәгыйфьләнә, ахыр чиктә чәчүне туктатуга китерә.
Шуңа күрә, изоляцион материалларны бөтерелү өчен кулланырлык итәр өчен, тагын бер бөтерелү ысулын табарга кирәк. Радио ешлыгының таралуы - үткәргеч һәм үткәргеч булмаган максатлар өчен яраклы ысул.
DCPVD-ның тагын бер җитешсезлеге - ут кабызу көчәнеше зур һәм субстратта электрон бомбардирасы көчле. Бу проблеманы чишүнең эффектив ысулы - магнитрон спуттеринг куллану, шуңа күрә магнитрон спуттеринг интеграль схемалар өлкәсендә практик кыйммәткә ия.
3.3 RF физик парны урнаштыру җиһазлары
Радио ешлыгы физик пар парламенты (RFPVD) радио ешлык көчен дулкынландыргыч чыганак итеп куллана һәм төрле металл һәм металл булмаган материаллар өчен яраклы PVD ысулы.
RFPVD кулланылган RF электр белән тәэмин итүнең гомуми ешлыклары 13,56МГц, 20МГц һәм 60МГц. RF электр белән тәэмин итүнең уңай һәм тискәре цикллары чиратлашып күренә. ПВД максаты уңай ярым циклда булганда, максат өслеге уңай потенциалда булганга, процесс атмосферасындагы электроннар аның өслегендә җыелган уңай корылманы нейтральләштерү өчен максат өслегенә агып китәчәк, һәм хәтта электроннар туплауны дәвам итәләр, аның өслеген тискәре яклау; бөтерелү максаты тискәре ярты циклда булганда, уңай ионнар максатка таба хәрәкәт итәләр һәм максат өслегендә өлешчә нейтральләштереләчәк.
Иң критик нәрсә - электрон электр кырындагы электроннарның хәрәкәт тизлеге уңай ионнарга караганда күпкә тизрәк, ә уңай һәм тискәре ярым цикл вакыты бер үк, шуңа күрә тулы циклдан соң, максат өслеге булачак. "Чиста" тискәре корылган. Шуңа күрә, беренче берничә циклда, максат өслегенең тискәре корылмасы арту тенденциясен күрсәтә; аннан соң, максат өслеге тотрыклы тискәре потенциалга ирешә; Аннан соң, максатның тискәре корылмасы электроннарга репрессив эффект булганга, максатлы электрод алган уңай һәм тискәре корылмалар күләме тигезләнергә омтыла, һәм максат тотрыклы тискәре корылма тәкъдим итә.
Aboveгарыдагы процесстан тискәре көчәнеш формалашу процессының максат материалның үзлекләре белән бернинди бәйләнеше юклыгын күреп була, шуңа күрә RFPVD ысулы изоляцион максатларның таралуы проблемасын гына чишә алмый, шулай ук яхшы ярашлы. гадәти металл үткәргеч максатлары белән.
3.4 Магнитрон таркату җиһазлары
Магнитрон чәчү - PVD ысулы, ул максатның артына магнит өсти. Өстәлгән магнитлар һәм электр энергиясе белән тәэмин итү (яки электр энергиясе белән тәэмин итү) системасы магнитрон чәчү чыганагын тәшкил итә. Чакыру чыганагы палатада интерактив электромагнит кырын формалаштыру, камера эчендәге плазмадагы электроннарның хәрәкәт диапазонын алу һәм чикләү, электроннарның хәрәкәт юлын киңәйтү, шулай итеп плазманың концентрациясен арттыру өчен кулланыла. чүпләү.
Моннан тыш, күбрәк электроннар максат өслеге белән бәйләнгәнгә, субстратны электроннар белән бомбардирлау кими, һәм субстрат температурасы кими. Тигез тәлинкә DCPVD технологиясе белән чагыштырганда, магнитрон физик парны чүпләү технологиясенең иң ачык үзенчәлекләренең берсе - ут кабызу көчәнеше түбән һәм тотрыклырак.
Плазманың концентрациясе югарырак булганга, ул чәчүнең эффективлыгына, зур күләмдә диапазон калынлыгын контрольдә тотуга, төгәл композиция контроле һәм түбән ут көчәнешенә ирешә ала. Шуңа күрә, хәзерге металл пленкада магнитрон спуттеры өстенлек итә. Иң гади магнитрон чәчү чыганагы дизайны - магнитлар төркемен яссы максатның артына (вакуум системасы читендә) урнаштыру, максат өслегендә җирле мәйданда параллель магнит кыры булдыру.
Даими магнит урнаштырылса, аның магнит кыры чагыштырмача тотрыклы, нәтиҗәдә палатаның максат өслегендә чагыштырмача тотрыклы магнит кыры тарала. Максатның аерым өлкәләрендәге материаллар гына чәчелә, максатчан куллану дәрәҗәсе түбән, һәм әзерләнгән фильмның бердәмлеге начар.
Чәчелгән металл яки башка материаль кисәкчәләр максатчан өскә кире кайтарылачак, шуның белән кисәкчәләргә җыелып, җитешсезлекләр пычрануы барлыкка килү ихтималы бар. Шуңа күрә, коммерция магнитрон чәчү чыганаклары, күбесенчә, әйләнүче магнит дизайнын кулланалар, кино бердәмлеген яхшырту, максатчан куллану тизлеге һәм тулы максатлы бөтерелү.
Бу өч факторны тигезләү бик мөһим. Әгәр дә баланс яхшы эшләнмәсә, бу яхшы кино бердәмлегенә китерергә мөмкин, шул ук вакытта максатчан куллану ставкасын киметә (максатчан гомерне кыскартырга), яисә тулы максатлы бөтерелүгә яки тулы максатлы коррозиягә ирешә алмаска, бу бөтерелү вакытында кисәкчәләр проблемаларына китерәчәк. процесс.
Магнитрон PVD технологиясендә әйләнүче магнит хәрәкәт механизмын, максат формасын, максатлы суыту системасын һәм магнитрон чәчү чыганагын, шулай ук ваферны алып барган базаның функциональ конфигурациясен карарга кирәк, мәсәлән, вафер adsorption һәм температура белән идарә итү. ПВД процессында кирәкле кристалл структурасын, ашлык күләмен һәм ориентациясен, шулай ук эшнең тотрыклылыгын алу өчен, вафинның температурасы контрольдә тотыла.
Ваферның аркасы белән нигез өслеге арасындагы җылылык үткәрү билгеле бер басым таләп итә, гадәттә берничә Торр тәртибендә, һәм палатаның эш басымы гадәттә берничә mTorr тәртибендә, арткы басым. ваферның өске өслегендәге басымнан күпкә зуррак, шуңа күрә вафинны урнаштыру һәм чикләү өчен механик чәк яки электростатик чәк кирәк.
Бу функциягә ирешү өчен механик чәк үз авырлыгына һәм вафин читенә таяна. Аның гади структурасы һәм вафер материалына ваемсызлыгы өстенлекләре булса да, вафинның кыр эффекты ачык, бу кисәкчәләрне катгый контрольдә тотарга ярдәм итми. Шуңа күрә аны әкренләп IC җитештерү процессында электростатик чәк алыштырды.
Температурага аеруча сизгер булмаган процесслар өчен, adsorbsion булмаган, читтән контактны саклау ысулы (ваферның өске һәм аскы өслеге арасында басым аермасы юк) кулланылырга мөмкин. ПВД процессы вакытында камера асфальты һәм плазма белән контакттагы өлешләр өслеге урнаштырылачак һәм капланачак. Сакланган пленка калынлыгы чиктән артканда, фильм ярылып, суырылып, кисәкчәләр проблемаларына китерәчәк.
Шуңа күрә, асфальт кебек өлешләрне өстән эшкәртү - бу чикне киңәйтү өчен ачкыч. Sandир өстендәге комбинат һәм алюминий сиптерү - еш кулланыла торган ике ысул, аларның максаты - пленка белән асфальт арасындагы бәйләнешне ныгыту өчен өслекнең тупаслыгын арттыру.
3.5 Ионизация физик парны урнаштыру җиһазлары
Микроэлектроника технологиясенең өзлексез үсеше белән үзенчәлек зурлыклары кечерәя бара. ПВД технологиясе кисәкчәләрнең чүпләнү юнәлешен контрольдә тота алмаганлыктан, ПВДның тишекләр һәм тар каналлар аша югары аспектлары белән керү мөмкинлеге чикләнгән, традицион PVD технологиясен киңәйтү куллану кыенлаша. ПВД процессында, чокырның аскы өлеше арта барган саен, астагы каплау кими, өске почмакта колакка охшаган структураны формалаштыра һәм аскы почмакта иң зәгыйфь каплауны формалаштыра.
Бу проблеманы чишү өчен ионлаштырылган физик парларны чүпләү технологиясе эшләнде. Ул башта максаттан атылган металл атомнарын төрлечә плазматизацияли, аннары нечкә пленка әзерләү өчен тотрыклы юнәлешле металл ион агымын алу өчен металл ионнарының юнәлешен һәм энергиясен контрольдә тоту өчен, ваферга йөкләнгән көчәнешне көйли, шуның белән яхшыра. тишекләр һәм тар каналлар аша югары аспект нисбәтенең адымнары төбен каплау.
Ионлаштырылган металл плазма технологиясенең типик үзенчәлеге - палатада радио ешлыклы кәтүк өстәү. Процесс вакытында палатаның эш басымы чагыштырмача югары дәрәҗәдә саклана (гадәти эш басымыннан 5-10 тапкыр). ПВД вакытында радио ешлык кәтүге икенче плазма өлкәсен булдыру өчен кулланыла, анда радио ешлыгы көче һәм газ басымы арту белән аргон плазма концентрациясе арта. Максаттан атылган металл атомнары бу төбәктән узгач, алар югары тыгызлыктагы аргон плазмасы белән үзара тәэсир итәләр, металл ионнары ясыйлар.
Вафер ташучыда RF чыганагын куллану (электростатик чәк кебек) вафиндагы тискәре тискәре якны арттырырга мөмкин, металл позитив ионнарны чокыр төбенә җәлеп итү. Бу юнәлештәге металл ион агымы перфендикуляр өслеккә перпендикуляр, югары аспект коэффициентлары һәм тар каналларның баскыч төбен каплауны яхшырта.
Ваферга кулланылган тискәре тискәре күренеш шулай ук ионнарның вафин өслеген бомбардировать итүенә китерә (кире шуышу), бу тишек авызының үзгәрү структурасын зәгыйфьләндерә һәм төбендә урнаштырылган фильмны тишек төбендәге тротуарларга тарта. трюк, шулай итеп почмакларда адым каплауны көчәйтә.
3.6 Атмосфера басымы Химик парларны урнаштыру җиһазлары
Атмосфера басымы химик пар парламенты (APCVD) җайланмасы газлы реакция чыганагын атмосфера басымына якын басым булган тирәлектә җылытылган каты субстрат өслегенә сиптерүче җайланма дигән сүз, реакция чыганагы химик реакциягә китерә. субстрат өслеге, һәм реакция продукты нечкә пленка формалаштыру өчен субстрат өслегенә урнаштырыла.
APCVD җиһазлары иң борыңгы CVD җиһазлары һәм сәнәгать производствосында һәм фәнни тикшеренүләрдә әле дә киң кулланыла. APCVD җиһазлары бер кристалл кремний, поликристалл кремний, кремний диоксиды, цинк оксиды, титан диоксиды, фосфосилик пыяла һәм борофосфосилик пыяла кебек нечкә фильмнар әзерләү өчен кулланылырга мөмкин.
3.7 Түбән басымлы химик парны урнаштыру җиһазлары
Түбән басымлы химик пар парламенты (LPCVD) җиһазлары газлы чималны җылытылган (350-1100 ° C) һәм түбән басымлы (10-100mTorr) мохиттә каты субстрат өслегендә химик реакция өчен куллана торган җиһазны аңлата, һәм реакторлар нечкә пленка формалаштыру өчен субстрат өслегенә урнаштырыла. LPCVD җиһазлары APCVD нигезендә нечкә фильмнарның сыйфатын яхшырту, кино калынлыгы һәм каршылык кебек характеристик параметрларның тарату бердәмлеген яхшырту, җитештерү нәтиҗәлелеген күтәрү өчен эшләнгән.
Аның төп үзенчәлеге шунда: түбән басымлы җылылык кырында, процесс газы вафат субстрат өслегендә химик реакциядә тора, һәм реакция продуктлары субстрат өслегендә нечкә пленка формалаштырыла. LPCVD җиһазлары югары сыйфатлы нечкә пленкалар әзерләүдә өстенлекләргә ия һәм кремний оксиды, кремний нитриды, полисиликон, кремний карбид, галий нитриды һәм графен кебек нечкә фильмнар әзерләү өчен кулланыла ала.
APCVD белән чагыштырганда, LPCVD җиһазларының түбән басымлы реакция мохите реакция палатасында газның уртача ирекле юлын һәм диффузия коэффициентын арттыра.
Реакция камерасында реакция газы һәм ташучы газ молекулалары кыска вакыт эчендә тигез бүленергә мөмкин, шулай итеп кино калынлыгының бердәмлеген, каршылыкның бердәмлеген һәм фильмның адым яктыртуын яхшырта, һәм реакция газын куллану да аз. Моннан тыш, түбән басымлы мохит газ матдәләренең тапшыру тизлеген дә тизләтә. Субстраттан таралган пычраклыклар һәм реакцияләр реакция зонасыннан тиз катлам аша тиз арада чыгарылырга мөмкин, һәм реакция газы тиз арада чик катламы аша уза, реакция өчен субстрат өслегенә барып җитә, шулай итеп үз-үзеңне допингны эффектив рәвештә бастыра, әзерләнә. тик күчеш зоналары булган югары сыйфатлы фильмнар, шулай ук җитештерү нәтиҗәлелеген күтәрү.
3.8 Плазманы көчәйтелгән химик пар парлау җиһазлары
Плазманы көчәйтелгән химик пар парламенты (PECVD) - киң кулланылган тhin фильмны чүпләү технологиясе. Плазма процессы вакытында газ прекурсоры плазма тәэсирендә ионлаштырыла, дулкынланган актив төркемнәр формалаштыра, алар субстрат өслегенә таралалар, аннары кино үсешен тәмамлау өчен химик реакцияләр кичерәләр.
Плазма җитештерү ешлыгы буенча, PECVD кулланылган плазманы ике төргә бүлеп була: радио ешлыклы плазма (RF плазмасы) һәм микродулкынлы плазма (Микродулкынлы плазма). Хәзерге вакытта тармакта кулланылган радио ешлыгы гадәттә 13,56МГц.
Радио ешлыклы плазманы кертү гадәттә ике төргә бүленә: сыйдырышлык кушылу (CCP) һәм индуктив кушылу (ICP). Конденсатор кушылу ысулы гадәттә туры плазма реакциясе ысулы; индуктив кушылу ысулы туры плазма ысулы яки ерак плазма ысулы булырга мөмкин.
Ярымүткәргеч җитештерү процессларында, PECVD металл яки башка температурага сизгер структуралар булган субстратларда нечкә пленкалар үстерү өчен кулланыла. Мисал өчен, интеграль схемаларның арткы металл үзара бәйләнеше өлкәсендә, җайланманың чыганагы, капкасы һәм дренаж структуралары алгы планда формалашканга, металл үзара бәйләнеш өлкәсендә нечкә пленкаларның үсеше тема. бик каты җылылык бюджеты чикләүләренә, шуңа күрә ул гадәттә плазма ярдәме белән тәмамлана. Плазма процесс параметрларын көйләп, тыгызлык, химик состав, пычраклык эчтәлеге, механик катгыйлык һәм PECVD үстергән нечкә фильмның стресс параметрлары билгеле бер диапазонда көйләнергә һәм оптимальләштерелергә мөмкин.
3.9 Атом катламын урнаштыру җиһазлары
Атом катламы (ALD) - квази-моноатомик катлам формасында вакыт-вакыт үсә торган нечкә пленка чүпләү технологиясе. Аның характеристикасы шунда: фильмның калынлыгы үсеш цикллары санын контрольдә тотып көйләнергә мөмкин. Химик пар парламенты (CVD) процессыннан аермалы буларак, ALD процессындагы ике (яки күбрәк) прекурсорлар субстрат өслегеннән чиратлашып узалар һәм сирәк газ чистарту белән эффектив изоляцияләнәләр.
Ике прекурсор химик реакция өчен газ фазасында катнашмаячаклар, очрашмыйлар, бары тик субстрат өслегендә химик adsorption аша реакция ясыйлар. ALәрбер ALD циклында субстрат өслегендә adsorbed прекурсор күләме субстрат өслегендәге актив төркемнәрнең тыгызлыгы белән бәйле. Субстрат өслегендәге реактив төркемнәр беткәч, прекурсорның артык өлеше кертелсә дә, субстрат өслегендә химик adsorption барлыкка килмәячәк.
Бу реакция процессы үз-үзен чикләүче реакция дип атала. Бу процесс механизмы ALD процессының һәр циклында үскән фильмның калынлыгын даими итә, шуңа күрә ALD процессы төгәл калынлыкны контрольдә тоту һәм кино адымнарын яхшы яктырту өстенлекләренә ия.
3.10 Молекуляр нур эпитаксы җиһазлары
Молекуляр нур эпитакси (MBE) системасы эпитаксиаль җайланманы аңлата, ул бер яки берничә җылылык энергиясе атом нурларын яки молекуляр нурларны ультра югары вакуум шартларында билгеле тизлектә җылытылган субстрат өслегенә сиптерә, һәм субстрат өслегендә adsorb һәм күченә. субстрат материалның кристалл күчәре юнәлеше буенча эпитаксиаль рәвештә бер кристалл нечкә фильмнарны үстерү. Гадәттә, җылылык калканы белән реактив мич белән җылыту шартларында, нур чыганагы атом нуры яки молекуляр нур формалаштыра, һәм фильм субстрат материалның кристалл күчәре юнәлеше буенча катлам үсә.
Аның характеристикалары түбән эпитаксиаль үсеш температурасы, һәм калынлыгы, интерфейсы, химик составы һәм пычрак концентрациясе атом дәрәҗәсендә төгәл контрольдә тотыла ала. MBE ярымүткәргеч ультра нечкә кристалл фильмнар әзерләүдән барлыкка килгән булса да, аны куллану металл һәм изоляцион диэлектрик кебек төрле материаль системаларга таралды, һәм III-V, II-VI, кремний, кремний германий (SiGe) әзерли ала. ), графен, оксидлар һәм органик пленкалар.
Молекуляр нур эпитаксы (MBE) системасы, нигездә, ультра югары вакуум системасыннан, молекуляр нур чыганагыннан, субстратны урнаштыру һәм җылыту системасыннан, үрнәк тапшыру системасыннан, мониторинг системасыннан, контроль системасыннан һәм тесттан тора. системасы.
Вакуум системасына вакуум насослары (механик насослар, молекуляр насослар, ион насослары, һәм конденсация насослары һ.б.) һәм ультра югары вакуум үсеш мохитен булдыра алырлык төрле клапаннар керә. Гадәттә ирешеп була торган вакуум дәрәҗәсе 10-8 - 10-11 Торр. Вакуум системасында, нигездә, өч вакуум эш палатасы бар, алар үрнәк инъекция камерасы, алдан карау һәм өслек анализы палатасы, үсеш палатасы.
Башка палаталарның вакуум шартларын тәэмин итү өчен, үрнәк инжекция камерасы тышкы дөньяга үрнәкләр күчерү өчен кулланыла; чистарту һәм өслек анализы камерасы инъекция камерасын һәм үсеш палатасын тоташтыра, һәм аның төп функциясе - үрнәкне алдан эшкәртү (субстрат өслегенең тулы чисталыгын тәэмин итү өчен югары температураның деградациясе) һәм өстендә өстәмә анализ ясау; чистартылган үрнәк; үсеш палатасы MBE системасының төп өлеше, нигездә чыганак мичтән һәм аңа туры килгән ябык җыюдан, үрнәк контроль консолдан, суыту системасыннан, югары энергия электрон дифракциясен чагылдырудан (RHEED), һәм мониторинг системасыннан тора. . Кайбер җитештерү MBE җиһазларының берничә үсеш камерасы конфигурациясе бар. MBE җиһаз структурасының схематик схемасы түбәндә күрсәтелгән:
MBE кремний материалы югары чиста кремнийны чимал итеп куллана, ультра югары вакуум (10-10 ～ 10-11Torr) шартларында үсә, һәм үсеш температурасы 600 ～ 900 ℃, Ga (P-тип) һәм Sb ( N-тип) допинг чыганаклары буларак. P, As һәм B кебек еш кулланыла торган допинг чыганаклары нур чыганаклары буларак бик сирәк кулланыла, чөнки парга әйләнү авыр.
MBE реакция палатасында ультра югары вакуум мохите бар, ул молекулаларның уртача ирекле юлын арттыра һәм үскән материал өслегендә пычрануны һәм оксидлашуны киметә. Әзерләнгән эпитаксиаль материал яхшы морфологиягә һәм бертөрлелеккә ия, һәм төрле допинг яки төрле материал компонентлары булган күпкатлы структурага ясалырга мөмкин.
MBE технологиясе бер атом катламы калынлыгы белән ультра-нечкә эпитаксиаль катламнарның кабат-кабат үсүенә ирешә, һәм эпитаксиаль катламнар арасындагы интерфейс тик. Бу III-V ярымүткәргечләрнең һәм башка күп компонентлы гетероген материалларның үсешенә ярдәм итә. Хәзерге вакытта MBE системасы яңа буын микродулкынлы җайланмалар һәм оптоэлектрон җайланмалар җитештерү өчен алдынгы процесс җиһазларына әйләнде. MBE технологиясенең җитешсезлекләре - кино үсешенең әкрен темплары, вакуум таләпләре, югары җиһазлар һәм җиһазларны куллану чыгымнары.
3.11 Пар фаза эпитакси системасы
Пар фазасы эпитакси (VPE) системасы эпитаксиаль үсеш җайланмасын аңлата, ул газ кушылмаларын субстратка ташый һәм химик реакцияләр аша субстрат белән бер үк кристалл материал катламын ала. Эпитаксиаль катлам гомепитаксиаль катлам (Si / Si) яки гетероепитаксиаль катлам булырга мөмкин (SiGe / Si, SiC / Si, GaN / Al2O3 һ.б.). Хәзерге вакытта VPE технологиясе наноматериал әзерләү, электр җайланмалары, ярымүткәргеч оптоэлектрон җайланмалар, кояш фотоволтаикасы һәм интеграль схемалар өлкәсендә киң кулланыла.
Типик VPE атмосфера басымы эпитаксын һәм киметелгән басым эпитаксын, ультра югары вакуум химик пар парламенты, металл органик химик пар парламенты һ.б.ны үз эченә ала. VPE технологиясенең төп пунктлары реакция камерасы дизайны, газ агымы режимы һәм бердәмлек, температураның бердәмлеге һәм төгәл контроле, басым белән идарә итү һәм тотрыклылык, кисәкчәләр һәм кимчелекләр белән идарә итү һ.б.
Хәзерге вакытта коммерция VPE системасының үсеш юнәлеше - зур вафин йөкләү, тулысынча автоматик контроль, температура һәм үсеш процессын реаль вакытта күзәтү. VPE системалары өч структурага ия: вертикаль, горизонталь һәм цилиндрик. Heatingылыту ысулларына каршылык җылыту, югары ешлыктагы индукция җылыту һәм инфракызыл нурланыш җылыту керә.
Хәзерге вакытта VPE системалары күбесенчә горизонталь диск структураларын кулланалар, алар эпитаксиаль кино үсешенең яхшы бердәмлеге һәм зур вафин йөкләү характеристикасына ия. VPE системалары гадәттә дүрт өлештән тора: реактор, җылыту системасы, газ юлы һәм контроль системасы. GaAs һәм GaN эпитаксиаль фильмнарның үсеш вакыты чагыштырмача озын булганга, индукция җылыту һәм каршылык җылыту күбесенчә кулланыла. Кремний VPE, калын эпитаксиаль пленка үсеше күбесенчә индукцион җылыту куллана; нечкә эпитаксиаль фильм үсеше температураның тиз күтәрелү / төшү максатына ирешү өчен инфракызыл җылыту куллана.
3.12 Сыек фаза эпитакси системасы
Сыек Фаза Эпитакси (LPE) системасы үсәргә тиешле материалны (мәсәлән, Si, Ga, As, Al һ.б.) һәм допантларны (Zn, Te, Sn һ.б.) эретә торган эпитаксиаль үсеш җиһазларына карый. түбән эрү ноктасы булган металл (мәсәлән, Га, һ.б.), шулай итеп эретүче туендырылган яки суперсатуратланган, аннары бер кристалл субстрат эремә белән контактка керә, һәм эремәче эретүчедән ята. әкренләп суытыла, һәм кристалл структурасы һәм субстратныкына охшаган тотрыклы кристалл материал катламы субстрат өслегендә үсә.
LPE ысулы Нельсон һәм башкалар тарафыннан тәкъдим ителгән. Si нечкә фильмнарны һәм бер кристалл материалларны, шулай ук III-IV төркемнәр һәм сымап кадмий теллурид кебек ярымүткәргеч материалларны үстерү өчен кулланыла, һәм төрле оптоэлектрон җайланмалар, микродулкынлы җайланмалар, ярымүткәргеч җайланмалар һәм кояш күзәнәкләрен ясау өчен кулланыла ала. .
——————————————————————————————————————— ———————————-
Семицера тәэмин итә алаграфит өлешләре, йомшак / каты тойгы, кремний карбид өлешләре, CVD кремний карбид өлешләре, һәмSiC / TaC капланган өлешләр30 көн эчендә.
Әгәр дә сез югарыдагы ярымүткәргеч продуктлары белән кызыксынсагыз,зинһар, безнең белән беренче тапкыр элемтәгә керергә курыкмагыз.
Телефон: + 86-13373889683
WhatsAPP: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Пост вакыты: 31-2024 август