1. សេចក្តីផ្តើម
ដំណើរការនៃការភ្ជាប់សារធាតុ (វត្ថុធាតុដើម) ទៅលើផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុស្រទាប់ខាងក្រោមដោយវិធីសាស្ត្ររូបវន្ត ឬគីមីត្រូវបានគេហៅថាការលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្តស្តើង។
យោងតាមគោលការណ៍ការងារផ្សេងៗគ្នា ការដាក់បញ្ចូលខ្សែភាពយន្តស្តើងនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាអាចត្រូវបានបែងចែកជាៈ
- ការទម្លាក់ចំហាយរាងកាយ (PVD);
- ការទម្លាក់ចំហាយគីមី (CVD);
- ផ្នែកបន្ថែម។
2. ដំណើរការលូតលាស់ខ្សែភាពយន្តស្តើង
2.1 ដំណើរការនៃការបញ្ចេញចំហាយទឹក និងការបញ្ចេញទឹករំអិល
ដំណើរការនៃការបញ្ចេញចំហាយរាងកាយ (PVD) សំដៅលើការប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្ររូបវន្ត ដូចជាការហួតដោយសុញ្ញកាស ការស្អំ ថ្នាំកូតប្លាស្មា និងអេពីតាស៊ីនៃធ្នឹមម៉ូលេគុល ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើងមួយនៅលើផ្ទៃនៃ wafer ។
នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម VLSI បច្ចេកវិទ្យា PVD ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតគឺការខ្ទាស់ដែលត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់អេឡិចត្រូត និងលោហៈធាតុនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។ Sputtering គឺជាដំណើរការមួយដែលឧស្ម័នកម្រ [ដូចជា argon (Ar)] ត្រូវបាន ionized ទៅជា ions (ដូចជា Ar+) ក្រោមសកម្មភាពនៃវាលអគ្គីសនីខាងក្រៅក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្វះចន្លោះខ្ពស់ ហើយទម្លាក់គ្រាប់បែកទៅលើប្រភពគោលដៅសម្ភារៈក្រោមបរិយាកាសតង់ស្យុងខ្ពស់ ការគោះអាតូម ឬម៉ូលេគុលនៃវត្ថុគោលដៅ ហើយបន្ទាប់មកទៅដល់ផ្ទៃនៃ wafer ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើងមួយ បន្ទាប់ពីដំណើរការហោះហើរដែលមិនមានការប៉ះទង្គិច។ Ar មានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីមានស្ថេរភាព ហើយអ៊ីយ៉ុងរបស់វានឹងមិនមានប្រតិកម្មគីមីជាមួយសម្ភារៈគោលដៅ និងខ្សែភាពយន្តនោះទេ។ នៅពេលដែលបន្ទះសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាចូលទៅក្នុងយុគសម័យទង់ដែង 0.13μm ស្រទាប់សម្ភារៈរបាំងទង់ដែងប្រើខ្សែភាពយន្ត titanium nitride (TiN) ឬ tantalum nitride (TaN) ។ តម្រូវការបច្ចេកវិជ្ជាឧស្សាហកម្មបានជំរុញឱ្យមានការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាប្រតិកម្មគីមី ពោលគឺនៅក្នុងបន្ទប់ចំហេះ បន្ថែមពីលើ Ar ក៏មានអាសូតឧស្ម័នប្រតិកម្ម (N2) ផងដែរ ដើម្បីឱ្យ Ti ឬ Ta ទម្លាក់គ្រាប់បែកពី សម្ភារៈគោលដៅ Ti ឬ Ta ប្រតិកម្មជាមួយ N2 ដើម្បីបង្កើតខ្សែភាពយន្ត TiN ឬ TaN ដែលត្រូវការ។
មានវិធីបីយ៉ាងដែលប្រើជាទូទៅគឺ DC sputtering, RF sputtering និង magnetron sputtering។ នៅពេលដែលការរួមបញ្ចូលនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានៅតែបន្តកើនឡើងចំនួនស្រទាប់នៃខ្សែលោហៈពហុស្រទាប់កំពុងកើនឡើងហើយការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យា PVD កាន់តែទូលំទូលាយ។ សម្ភារៈ PVD រួមមាន Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2 ជាដើម។
ដំណើរការ PVD និង sputtering ជាធម្មតាត្រូវបានបញ្ចប់នៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មបិទជិតខ្ពស់ជាមួយនឹងកម្រិតខ្វះចន្លោះពី 1×10-7 ទៅ 9×10-9 Torr ដែលអាចធានាបាននូវភាពបរិសុទ្ធនៃឧស្ម័នកំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ តង់ស្យុងខ្ពស់ខាងក្រៅគឺត្រូវបានទាមទារ ដើម្បីបង្កើត ionize ឧស្ម័នដ៏កម្រ ដើម្បីបង្កើតវ៉ុលខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទម្លាក់គោលដៅ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រចម្បងសម្រាប់ការវាយតម្លៃ PVD និងដំណើរការ sputtering រួមមានបរិមាណនៃធូលីក៏ដូចជាតម្លៃធន់ទ្រាំ, ឯកសណ្ឋាន, កម្រាស់ឆ្លុះបញ្ចាំងនិងភាពតានតឹងនៃខ្សែភាពយន្តដែលបានបង្កើតឡើង។
2.2 ដំណើរការនៃការទម្លាក់ចំហាយគីមី និងការបញ្ចេញទឹករំអិល
ការបញ្ចេញចំហាយគីមី (CVD) សំដៅលើបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការដែលសារធាតុប្រតិកម្មឧស្ម័នជាច្រើនប្រភេទដែលមានសម្ពាធផ្នែកផ្សេងគ្នាមានប្រតិកម្មគីមីនៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធជាក់លាក់មួយ ហើយសារធាតុរឹងដែលបានបង្កើតត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃនៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីទទួលបានស្តើងដែលចង់បាន។ ខ្សែភាពយន្ត។ នៅក្នុងដំណើរការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាបែបប្រពៃណី វត្ថុធាតុខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលទទួលបានជាទូទៅគឺជាសមាសធាតុដូចជា អុកស៊ីដ នីត្រាត កាបូនឌីស ឬវត្ថុធាតុដូចជាស៊ីលីកុន polycrystalline និងស៊ីលីកុនអាម៉ូហ្វ។ ការលូតលាស់ epitaxial ជ្រើសរើស ដែលត្រូវបានប្រើជាទូទៅបន្ទាប់ពីថ្នាំង 45nm ដូចជាប្រភព និងបង្ហូរ SiGe ឬ Si selective epitaxial growth ក៏ជាបច្ចេកវិទ្យា CVD ផងដែរ។
បច្ចេកវិទ្យានេះអាចបន្តបង្កើតជាវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយនៃប្រភេទដូចគ្នា ឬស្រដៀងទៅនឹងបន្ទះឈើដើមនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយនៃស៊ីលីកុន ឬវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតតាមបន្ទះឈើដើម។ CVD ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការរីកលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្ត dielectric insulating (ដូចជា SiO2, Si3N4 និង SiON ជាដើម) និងខ្សែភាពយន្តដែក (ដូចជា tungsten ជាដើម)។
ជាទូទៅ យោងទៅតាមចំណាត់ថ្នាក់សម្ពាធ CVD អាចបែងចែកទៅជា សម្ពាធបរិយាកាស ការដាក់ចំហាយគីមី (APCVD) ការដាក់ចំហាយគីមីសម្ពាធបរិយាកាស (SAPCVD) និងការដាក់ចំហាយគីមីសម្ពាធទាប (LPCVD) ។
យោងតាមការចាត់ថ្នាក់សីតុណ្ហភាព CVD អាចត្រូវបានបែងចែកជាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់/សីតុណ្ហភាពទាប ការបញ្ចេញចំហាយគីមី (HTO/LTO CVD) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីកម្ដៅយ៉ាងលឿន (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
យោងតាមប្រភពប្រតិកម្ម CVD អាចបែងចែកទៅជា CVD ដែលមានមូលដ្ឋានលើ silane, CVD ដែលមានមូលដ្ឋានលើ polyester (TEOS-based CVD) និងលោហៈធាតុគីមីសរីរាង្គ (MOCVD);
យោងតាមការចាត់ថ្នាក់ថាមពល CVD អាចបែងចែកទៅជាការបំភាយចំហាយគីមីកម្ដៅ (Thermal CVD) ការបំភាយចំហាយគីមីដែលប្រសើរឡើងក្នុងប្លាស្មា (Plasma Enhanced CVD, PECVD) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីប្លាស្មាដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ (High Density Plasma CVD, HDPCVD)។ ថ្មីៗនេះ ការបញ្ចេញចំហាយគីមីដែលអាចហូរបាន (Flowable CVD, FCVD) ដែលមានសមត្ថភាពបំពេញចន្លោះដ៏ល្អឥតខ្ចោះក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងផងដែរ។
ខ្សែភាពយន្តដែលដាំដុះ CVD ផ្សេងៗគ្នាមានលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗគ្នា (ដូចជាសមាសធាតុគីមី ថេរ dielectric ភាពតានតឹង ភាពតានតឹង និងវ៉ុលបំបែក) ហើយអាចត្រូវបានប្រើដោយឡែកពីគ្នាតាមតម្រូវការដំណើរការផ្សេងៗគ្នា (ដូចជា សីតុណ្ហភាព ការគ្របដណ្តប់ជំហាន តម្រូវការបំពេញ។ល។)។
2.3 ដំណើរការនៃការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូមិក
ការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូមិក (ALD) សំដៅលើការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូមដោយស្រទាប់លើសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម ដោយការលូតលាស់ស្រទាប់អាតូមតែមួយដោយស្រទាប់។ ALD ធម្មតាទទួលយកវិធីសាស្រ្តនៃការបញ្ចូលឧស្ម័នមុនគេទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រក្នុងលក្ខណៈឆ្លាស់គ្នា។
ជាឧទាហរណ៍ ជាដំបូង ភ្នាក់ងារប្រតិកម្ម 1 ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយបន្ទាប់ពីការស្រូបយកសារធាតុគីមី ស្រទាប់អាតូមិកតែមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ បន្ទាប់មកមុនគេ 1 ដែលនៅសេសសល់លើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយនៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មត្រូវបានបូមចេញដោយស្នប់ខ្យល់។ បន្ទាប់មកមុនគេប្រតិកម្ម 2 ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយមានប្រតិកម្មគីមីជាមួយនឹងសារធាតុ precursor 1 adsorbed នៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតសម្ភារៈខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលត្រូវគ្នា និងផលិតផលដែលត្រូវគ្នាលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅពេលដែលមុនគេ 1 មានប្រតិកម្មទាំងស្រុង ប្រតិកម្មនឹងបញ្ចប់ដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដែលជាលក្ខណៈកំណត់ដោយខ្លួនឯងនៃ ALD ហើយបន្ទាប់មក reactants និងអនុផលដែលនៅសល់ត្រូវបានស្រង់ចេញ ដើម្បីរៀបចំសម្រាប់ដំណាក់កាលបន្ទាប់នៃការលូតលាស់។ តាមរយៈការធ្វើឡើងវិញនូវដំណើរការខាងលើជាបន្តបន្ទាប់ ការដាក់ស្រទាប់នៃវត្ថុធាតុហ្វីលស្តើងដែលលូតលាស់ដោយស្រទាប់ដែលមានអាតូមតែមួយអាចសម្រេចបាន។
ទាំង ALD និង CVD គឺជាវិធីនៃការណែនាំប្រភពប្រតិកម្មគីមីឧស្ម័នដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មគីមីលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ប៉ុន្តែភាពខុសគ្នានោះគឺថាប្រភពប្រតិកម្មឧស្ម័នរបស់ CVD មិនមានលក្ខណៈនៃការលូតលាស់កំណត់ដោយខ្លួនឯងនោះទេ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាគន្លឹះក្នុងការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យា ALD គឺស្វែងរកមុនគេដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិប្រតិកម្មកំណត់ខ្លួនឯង។
2.4 ដំណើរការ Epitaxial
ដំណើរការ Epitaxial សំដៅលើដំណើរការនៃការរីកលូតលាស់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយដែលបានបញ្ជាទិញទាំងស្រុងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម។ និយាយជាទូទៅ ដំណើរការ epitaxial គឺដើម្បីបណ្តុះស្រទាប់គ្រីស្តាល់ដែលមានទិសបន្ទះឈើដូចគ្នាទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមដើមនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយ។ ដំណើរការ Epitaxial ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការផលិត semiconductor ដូចជា epitaxial wafers silicon នៅក្នុងឧស្សាហកម្មសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ប្រភពដែលបានបង្កប់ និងការបង្ហូរ epitaxial នៃ transistors MOS ការលូតលាស់ epitaxial នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម LED ។ល។
យោងតាមស្ថានភាពដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នានៃប្រភពកំណើន វិធីសាស្ត្រលូតលាស់របស់ epitaxial អាចបែងចែកទៅជា epitaxy ដំណាក់កាលរឹង ដំណាក់កាលរាវ epitaxy និងដំណាក់កាលចំហាយនៃ epitaxy ។ នៅក្នុងការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា វិធីសាស្ត្រ epitaxial ដែលប្រើជាទូទៅគឺ epitaxy ដំណាក់កាលរឹង និង epitaxy ដំណាក់កាលចំហាយ។
epitaxy ដំណាក់កាលរឹង៖ សំដៅលើការលូតលាស់នៃស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដោយប្រើប្រភពរឹង។ ជាឧទាហរណ៍ ការបន្ទោរបង់ដោយកម្ដៅបន្ទាប់ពីការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងគឺពិតជាដំណើរការ epitaxy ដំណាក់កាលរឹង។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង អាតូមស៊ីលីកុននៃ wafer ស៊ីលីកុនត្រូវបានបំផ្ទុះដោយអ៊ីយ៉ុងដែលដាក់បញ្ចូលថាមពលខ្ពស់ ដោយបន្សល់ទុកនូវទីតាំងបន្ទះឈើដើម ហើយក្លាយជាអាម៉ូហ្វូស បង្កើតបានជាស្រទាប់ស៊ីលីកុនអាម៉ូហ្វីស។ បន្ទាប់ពីការបំភាយកំដៅដោយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ អាតូម amorphous ត្រឡប់ទៅទីតាំងបន្ទះរបស់ពួកគេវិញ ហើយនៅជាប់នឹងការតំរង់ទិសគ្រីស្តាល់អាតូមនៅខាងក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម។
វិធីសាស្រ្តលូតលាស់នៃដំណាក់កាលចំហាយនៃអេពីតាស៊ីរួមមាន ដំណាក់កាលចំហាយគីមី អេពីតាស៊ី ធ្នឹមម៉ូលេគុល អេពីតាស៊ី ស្រទាប់អាតូម។ គោលការណ៍នៃដំណាក់កាលចំហាយគីមី epitaxy គឺដូចគ្នាទៅនឹងការបំភាយចំហាយគីមី។ ទាំងពីរគឺជាដំណើរការដែលដាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើងដោយប្រតិកម្មគីមីនៅលើផ្ទៃនៃ wafers បន្ទាប់ពីលាយឧស្ម័ន។
ភាពខុសប្លែកគ្នានោះគឺដោយសារតែដំណាក់កាលនៃចំហាយគីមី epitaxy លូតលាស់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយ វាមានតម្រូវការខ្ពស់ជាងសម្រាប់មាតិកាមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងឧបករណ៍ និងភាពស្អាតនៃផ្ទៃ wafer ។ ដំណើរការស៊ីលីកុន epitaxial ដំណាក់កាលចំហាយគីមីដំបូងចាំបាច់ត្រូវអនុវត្តក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (លើសពី 1000°C)។ ជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវឧបករណ៍ដំណើរការ ជាពិសេសការទទួលយកបច្ចេកវិជ្ជានៃបន្ទប់ផ្លាស់ប្តូរសុញ្ញកាស ភាពស្អាតនៃបែហោងធ្មែញឧបករណ៍ និងផ្ទៃនៃ wafer ស៊ីលីកុនត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំង ហើយអេពីតាស៊ីស៊ីលីកុនអាចត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាពទាប (600-700 °។ គ). ដំណើរការ wafer ស៊ីលីកុន epitaxial គឺដើម្បីបណ្តុះស្រទាប់នៃស៊ីលីកូនគ្រីស្តាល់តែមួយនៅលើផ្ទៃនៃ wafer ស៊ីលីកូន។
បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនដើម ស្រទាប់ស៊ីលីកុន epitaxial មានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ជាង និងមានពិការភាពបន្ទះឈើតិចជាងមុន ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិន្នផលនៃការផលិត semiconductor ។ លើសពីនេះ កម្រាស់នៃការលូតលាស់ និងកំហាប់សារធាតុ doping នៃស្រទាប់ស៊ីលីកុន epitaxial ដែលលូតលាស់នៅលើ wafer ស៊ីលីកុន អាចត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងបត់បែន ដែលនាំមកនូវភាពបត់បែនដល់ការរចនាឧបករណ៍ ដូចជាកាត់បន្ថយភាពធន់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម និងបង្កើនភាពឯកោនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដំណើរការ epitaxial ប្រភពដែលបានបង្កប់ក្នុងការបង្ហូរចេញជាបច្ចេកវិទ្យាដែលត្រូវបានប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងថ្នាំងបច្ចេកវិជ្ជាតក្កវិជ្ជាកម្រិតខ្ពស់។
វាសំដៅទៅលើដំណើរការនៃការរីកលូតលាស់ epitaxially លូតលាស់ doped germanium silicon ឬ silicon នៅក្នុងប្រភពនិងតំបន់បង្ហូរនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រ MOS ។ គុណសម្បត្តិចម្បងនៃការណែនាំដំណើរការ epitaxial ប្រភពបង្កប់ - បង្ហូរចេញរួមមាន: ការរីកលូតលាស់ស្រទាប់ pseudocrystalline ដែលមានភាពតានតឹងដោយសារការបន្សាំបន្ទះឈើ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពចល័តនៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនឆានែល។ សារធាតុ doping នៃប្រភព និងបង្ហូរអាចកាត់បន្ថយភាពធន់ប៉ារ៉ាស៊ីតនៃប្រសព្វប្រភព-បង្ហូរ និងកាត់បន្ថយពិការភាពនៃការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងថាមពលខ្ពស់។
3. ឧបករណ៍លូតលាស់ខ្សែភាពយន្តស្តើង
3.1 ឧបករណ៍រំហួតសុញ្ញកាស
ការរំហួតដោយសុញ្ញកាស គឺជាវិធីសាស្រ្តនៃការស្រោបដែលកំដៅវត្ថុរឹងនៅក្នុងបន្ទប់ខ្វះចន្លោះ ដើម្បីឱ្យពួកវាហួត ហួត ហួត ឬ sublimate ហើយបន្ទាប់មកបង្រួម និងដាក់លើផ្ទៃនៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។
ជាធម្មតាវាមានបីផ្នែកគឺ ប្រព័ន្ធបូមធូលី ប្រព័ន្ធរំហួត និងប្រព័ន្ធកំដៅ។ ប្រព័ន្ធបូមធូលីមានបំពង់បូមធូលី និងម៉ាស៊ីនបូមធូលី ហើយមុខងារចម្បងរបស់វាគឺផ្តល់បរិយាកាសបូមធូលីដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការហួត។ ប្រព័ន្ធរំហួតមានតារាងរំហួត ធាតុកំដៅ និងសមាសធាតុវាស់សីតុណ្ហភាព។
សម្ភារៈគោលដៅដែលត្រូវហួត (ដូចជា Ag, Al ជាដើម) ត្រូវបានដាក់នៅលើតារាងរំហួត។ សមាសធាតុវាស់កំដៅ និងសីតុណ្ហភាព គឺជាប្រព័ន្ធបិទជិតដែលប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពហួត ដើម្បីធានាបាននូវការហួតដោយរលូន។ ប្រព័ន្ធកំដៅមានដំណាក់កាល wafer និងធាតុផ្សំកំដៅ។ ដំណាក់កាល wafer ត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់ស្រទាប់ខាងក្រោមដែលខ្សែភាពយន្តស្តើងត្រូវហួត ហើយធាតុផ្សំកំដៅត្រូវបានប្រើដើម្បីដឹងពីការឡើងកំដៅស្រទាប់ខាងក្រោម និងការត្រួតពិនិត្យមតិប្រតិកម្មរង្វាស់សីតុណ្ហភាព។
បរិយាកាសខ្វះចន្លោះគឺជាលក្ខខណ្ឌដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងដំណើរការនៃការហួតដោយសុញ្ញកាស ដែលវាទាក់ទងទៅនឹងអត្រាហួត និងគុណភាពនៃខ្សែភាពយន្ត។ ប្រសិនបើកម្រិតខ្វះចន្លោះមិនបំពេញតាមតម្រូវការទេ អាតូម ឬម៉ូលេគុលដែលមានចំហាយទឹកនឹងប៉ះទង្គិចជាញឹកញាប់ជាមួយម៉ូលេគុលឧស្ម័នដែលនៅសេសសល់ ធ្វើឱ្យផ្លូវទំនេររបស់វាតូចជាងមុន ហើយអាតូម ឬម៉ូលេគុលនឹងខ្ចាត់ខ្ចាយយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ ដោយហេតុនេះការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃចលនា និងកាត់បន្ថយខ្សែភាពយន្ត។ អត្រានៃការបង្កើត។
លើសពីនេះ ដោយសារតែវត្តមានរបស់ម៉ូលេគុលឧស្ម័នដែលមិនបរិសុទ្ធដែលនៅសេសសល់ ខ្សែភាពយន្តដែលបានដាក់ទុកគឺមានការបំពុលយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ និងមានគុណភាពអន់ ជាពិសេសនៅពេលដែលអត្រាការកើនឡើងសម្ពាធនៃអង្គជំនុំជម្រះមិនបំពេញតាមស្តង់ដារ ហើយមានការលេចធ្លាយ ខ្យល់នឹងលេចធ្លាយចូលទៅក្នុងបន្ទប់ទំនេរ។ ដែលនឹងជះឥទ្ធិពលយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់គុណភាពភាពយន្ត។
លក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍រំហួតសុញ្ញកាសកំណត់ថាឯកសណ្ឋាននៃថ្នាំកូតនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានទំហំធំគឺអន់។ ដើម្បីបង្កើនឯកសណ្ឋានរបស់វា វិធីសាស្រ្តនៃការបង្កើនចម្ងាយប្រភព-ស្រទាប់ខាងក្រោម និងការបង្វិលស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានអនុម័តជាទូទៅ ប៉ុន្តែការបង្កើនចម្ងាយប្រភព-ស្រទាប់ខាងក្រោមនឹងលះបង់អត្រាកំណើន និងភាពបរិសុទ្ធនៃខ្សែភាពយន្ត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដោយសារតែការកើនឡើងនៃចន្លោះទំនេរអត្រាប្រើប្រាស់នៃសម្ភារៈហួតត្រូវបានកាត់បន្ថយ។
3.2 ឧបករណ៍បំភាយឧស្ម័ន DC
ការបំភាយចំហាយរាងកាយបច្ចុប្បន្នដោយផ្ទាល់ (DCPVD) ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា cathode sputtering ឬ vacuum DC sputtering ពីរដំណាក់កាល។ សម្ភារៈគោលដៅនៃការបូមធូលី DC ត្រូវបានប្រើជា cathode ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានប្រើជា anode ។ Vacuum sputtering គឺដើម្បីបង្កើតប្លាស្មាដោយ ionizing ឧស្ម័នដំណើរការ។
ភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់នៅក្នុងប្លាស្មាត្រូវបានពន្លឿននៅក្នុងវាលអគ្គីសនីដើម្បីទទួលបានបរិមាណថាមពលជាក់លាក់។ ភាគល្អិតដែលមានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ទម្លាក់លើផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុគោលដៅ ដូច្នេះអាតូមគោលដៅត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយចេញ។ អាតូមដែលបែកខ្ញែកជាមួយនឹងថាមពល kinetic ជាក់លាក់ផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើងមួយនៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ឧស្ម័នដែលប្រើសម្រាប់ការបាញ់ទឹក ជាទូទៅគឺជាឧស្ម័នដ៏កម្រ ដូចជា argon (Ar) ដូច្នេះខ្សែភាពយន្តដែលបង្កើតឡើងដោយ sputtering នឹងមិនត្រូវបានបំពុលទេ។ លើសពីនេះទៀតកាំអាតូមនៃ argon គឺសមរម្យជាងសម្រាប់ sputtering ។
ទំហំនៃភាគល្អិតដែលកំពុងផ្ទុះត្រូវតែមានទំហំជិតទៅនឹងទំហំនៃអាតូមគោលដៅដែលត្រូវបានខ្ទាស់។ ប្រសិនបើភាគល្អិតធំពេក ឬតូចពេក ការបញ្ចេញទឹករំអិលដែលមានប្រសិទ្ធភាពមិនអាចបង្កើតបានទេ។ បន្ថែមពីលើកត្តាទំហំនៃអាតូម កត្តាម៉ាសនៃអាតូមក៏នឹងប៉ះពាល់ដល់គុណភាពនៃការបញ្ចេញទឹកផងដែរ។ ប្រសិនបើប្រភពភាគល្អិតរបស់ sputtering គឺស្រាលពេក អាតូមគោលដៅនឹងមិនត្រូវបាន sputtered; ប្រសិនបើភាគល្អិតរបស់ sputtering ធ្ងន់ពេក នោះគោលដៅនឹង "ពត់" ហើយគោលដៅនឹងមិនត្រូវបាន sputtered ។
សម្ភារៈគោលដៅដែលប្រើក្នុង DCPVD ត្រូវតែជា conductor ។ នេះគឺដោយសារតែនៅពេលដែលអ៊ីយ៉ុង argon នៅក្នុងដំណើរការឧស្ម័នទម្លាក់គ្រាប់បែកទៅលើសម្ភារៈគោលដៅ ពួកវានឹងផ្សំឡើងវិញជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងលើផ្ទៃវត្ថុធាតុគោលដៅ។ នៅពេលដែលវត្ថុធាតុគោលដៅជា conductor ដូចជាលោហៈ អេឡិចត្រុងដែលប្រើប្រាស់ដោយការផ្សំឡើងវិញនេះកាន់តែងាយស្រួលបំពេញដោយការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងផ្នែកផ្សេងទៀតនៃសម្ភារៈគោលដៅតាមរយៈចរន្តអគ្គិសនី ដូច្នេះផ្ទៃនៃវត្ថុគោលដៅជា ទាំងមូលនៅតែត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាអវិជ្ជមាន ហើយការបែកខ្ញែកត្រូវបានរក្សា។
ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើសម្ភារៈគោលដៅជាអ៊ីសូឡង់ បន្ទាប់ពីអេឡិចត្រុងនៅលើផ្ទៃវត្ថុធាតុគោលដៅត្រូវបានផ្សំឡើងវិញ អេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុងផ្នែកផ្សេងទៀតនៃសម្ភារៈគោលដៅមិនអាចបំពេញបន្ថែមដោយចរន្តអគ្គិសនីទេ ហើយសូម្បីតែបន្ទុកវិជ្ជមាននឹងកកកុញនៅលើ ផ្ទៃនៃសម្ភារៈគោលដៅ បណ្តាលឱ្យសក្តានុពលសម្ភារៈគោលដៅកើនឡើង ហើយបន្ទុកអវិជ្ជមាននៃសម្ភារៈគោលដៅត្រូវបានចុះខ្សោយរហូតដល់វារលាយបាត់ ទីបំផុតនាំទៅដល់ការបញ្ចប់នៃការផ្ទុះ។
ដូច្នេះ ដើម្បីធ្វើឱ្យសម្ភារៈអ៊ីសូឡង់អាចប្រើសម្រាប់ប្រឡាក់បាន ចាំបាច់ត្រូវរកវិធីសាស្រ្ដមួយទៀត។ ការស្ទាត់តាមប្រេកង់វិទ្យុ គឺជាវិធីសាស្ត្រនៃការបាញ់ទឹកដែលសមរម្យសម្រាប់គោលដៅទាំងចរន្ត និងមិនមែនចរន្ត។
គុណវិបត្តិមួយទៀតនៃ DCPVD គឺថាវ៉ុលបញ្ឆេះគឺខ្ពស់ហើយការទម្លាក់គ្រាប់បែកអេឡិចត្រុងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគឺខ្លាំង។ មធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហានេះគឺការប្រើ magnetron sputtering ដូច្នេះ magnetron sputtering គឺពិតជាមានតម្លៃជាក់ស្តែងនៅក្នុងវិស័យនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។
3.3 ឧបករណ៍បំភាយចំហាយរូបវិទ្យា RF
ការបំភាយចំហាយនៃប្រេកង់វិទ្យុ (RFPVD) ប្រើប្រាស់ថាមពលប្រេកង់វិទ្យុជាប្រភពរំភើប និងជាវិធីសាស្ត្រ PVD ដែលសមរម្យសម្រាប់សម្ភារៈលោហៈ និងមិនមែនលោហធាតុជាច្រើន។
ប្រេកង់ទូទៅនៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល RF ដែលប្រើក្នុង RFPVD គឺ 13.56MHz, 20MHz និង 60MHz។ វដ្តវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល RF លេចឡើងឆ្លាស់គ្នា។ នៅពេលដែលគោលដៅ PVD ស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ពាក់កណ្តាលវិជ្ជមាន ដោយសារតែផ្ទៃគោលដៅមានសក្តានុពលវិជ្ជមាន អេឡិចត្រុងនៅក្នុងបរិយាកាសដំណើរការនឹងហូរទៅកាន់ផ្ទៃគោលដៅ ដើម្បីបន្សាបបន្ទុកវិជ្ជមានដែលកកកុញលើផ្ទៃរបស់វា ហើយថែមទាំងបន្តកកកុញអេឡិចត្រុង។ ធ្វើឱ្យផ្ទៃរបស់វាមានភាពលំអៀងអវិជ្ជមាន; នៅពេលដែលគោលដៅ sputtering ស្ថិតនៅក្នុងវដ្តពាក់កណ្តាលអវិជ្ជមាន អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាននឹងផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកគោលដៅ ហើយត្រូវបានបន្សាបដោយផ្នែកលើផ្ទៃគោលដៅ។
អ្វីដែលសំខាន់បំផុតនោះគឺថាល្បឿននៃចលនារបស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងវាលអគ្គីសនី RF គឺលឿនជាងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន ខណៈពេលដែលពេលវេលានៃវដ្តពាក់កណ្តាលវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានគឺដូចគ្នា ដូច្នេះបន្ទាប់ពីវដ្តពេញលេញ ផ្ទៃគោលដៅនឹងត្រូវបាន "សុទ្ធ" ត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន។ ដូច្នេះនៅក្នុងវដ្តពីរបីដំបូង បន្ទុកអវិជ្ជមាននៃផ្ទៃគោលដៅបង្ហាញពីនិន្នាការកើនឡើង។ បន្ទាប់មក ផ្ទៃគោលដៅឈានដល់សក្តានុពលអវិជ្ជមានស្ថិរភាព។ បន្ទាប់មក ដោយសារការចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាននៃគោលដៅមានឥទ្ធិពលលើអេឡិចត្រុង បរិមាណនៃការចោទប្រកាន់វិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានដែលទទួលបានដោយអេឡិចត្រូតគោលដៅមានតុល្យភាព ហើយគោលដៅបង្ហាញពីការចោទប្រកាន់អវិជ្ជមានថេរ។
ពីដំណើរការខាងលើវាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាដំណើរការនៃការបង្កើតវ៉ុលអវិជ្ជមានមិនមានអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈគោលដៅខ្លួនឯងទេដូច្នេះវិធីសាស្ត្រ RFPVD មិនត្រឹមតែអាចដោះស្រាយបញ្ហានៃការផ្ទុះនៃគោលដៅអ៊ីសូឡង់ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែវាក៏ត្រូវគ្នាផងដែរ។ ជាមួយនឹងគោលដៅ conductor ដែកធម្មតា។
3.4 ឧបករណ៍បំពងមេដែក
Magnetron sputtering គឺជាវិធីសាស្ត្រ PVD ដែលបន្ថែមមេដែកទៅខាងក្រោយគោលដៅ។ មេដែកបន្ថែម និងប្រព័ន្ធផ្គត់ផ្គង់ថាមពល DC (ឬការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល AC) បង្កើតជាប្រភពម៉ាញ៉េទិច។ ប្រភព sputtering ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតជាវាលអេឡិចត្រូអន្តរកម្មនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ ចាប់យក និងកំណត់ជួរចលនានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងប្លាស្មានៅខាងក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ ពង្រីកផ្លូវចលនារបស់អេឡិចត្រុង ហើយដូច្នេះបង្កើនកំហាប់នៃប្លាស្មា ហើយទីបំផុតសម្រេចបានកាន់តែច្រើន។ ការធ្លាក់ចុះ
លើសពីនេះទៀតដោយសារតែអេឡិចត្រុងកាន់តែច្រើនត្រូវបានចងនៅជិតផ្ទៃនៃគោលដៅការទម្លាក់គ្រាប់បែកនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដោយអេឡិចត្រុងត្រូវបានកាត់បន្ថយហើយសីតុណ្ហភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងបច្ចេកវិជ្ជា DCPVD នៃចានរាងសំប៉ែត លក្ខណៈពិសេសជាក់ស្តែងបំផុតមួយនៃបច្ចេកវិជ្ជានៃការបំភាយចំហាយទឹករបស់ម៉ាញេទិកគឺថា វ៉ុលបញ្ឆេះគឺទាបជាង និងមានស្ថេរភាពជាង។
ដោយសារតែកំហាប់ប្លាស្មាខ្ពស់របស់វា និងទិន្នផល sputtering ធំជាង វាអាចសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនៃការបំភាយដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ការគ្រប់គ្រងកំរាស់នៃការដាក់ក្នុងជួរទំហំធំ ការគ្រប់គ្រងសមាសភាពច្បាស់លាស់ និងវ៉ុលបញ្ឆេះទាប។ ដូច្នេះ មេដែកស្ពែម ស្ថិតនៅក្នុងទីតាំងលេចធ្លោមួយនៅក្នុងខ្សែភាពយន្តលោហៈបច្ចុប្បន្ន PVD ។ ការរចនាប្រភពម៉ាញ៉េទិចដ៏សាមញ្ញបំផុតគឺដាក់ក្រុមមេដែកនៅខាងក្រោយគោលដៅផ្ទះល្វែង (នៅខាងក្រៅប្រព័ន្ធបូមធូលី) ដើម្បីបង្កើតវាលម៉ាញេទិកស្របទៅនឹងផ្ទៃគោលដៅក្នុងតំបន់លើផ្ទៃគោលដៅ។
ប្រសិនបើមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ត្រូវបានដាក់ នោះដែនម៉ាញេទិចរបស់វាត្រូវបានជួសជុលដែលបណ្តាលឱ្យមានការចែកចាយដែនម៉ាញេទិកថេរនៅលើផ្ទៃគោលដៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ។ មានតែសម្ភារៈនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់នៃគោលដៅប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានប្រឡាក់ អត្រាប្រើប្រាស់គោលដៅគឺទាប ហើយឯកសណ្ឋាននៃខ្សែភាពយន្តដែលបានរៀបចំគឺអន់។
មានប្រូបាប៊ីលីតេជាក់លាក់មួយ ដែលលោហៈធាតុឬភាគល្អិតនៃវត្ថុធាតុផ្សេងទៀតនឹងត្រូវបានដាក់ត្រឡប់មកវិញលើផ្ទៃគោលដៅ ដោយហេតុនេះការប្រមូលផ្តុំទៅជាភាគល្អិត និងបង្កើតជាការចម្លងរោគ។ ហេតុដូច្នេះហើយ ប្រភពពាណិជ្ជកម្ម magnetron sputtering ភាគច្រើនប្រើការរចនាម៉ាញេទិកបង្វិល ដើម្បីបង្កើនភាពឯកសណ្ឋាននៃខ្សែភាពយន្ត អត្រាប្រើប្រាស់គោលដៅ និងការបាញ់ចំគោលដៅពេញលេញ។
វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពនៃកត្តាទាំងបីនេះ។ ប្រសិនបើសមតុល្យមិនត្រូវបានដោះស្រាយបានល្អទេ វាអាចបណ្តាលឱ្យមានឯកសណ្ឋាននៃខ្សែភាពយន្តដ៏ល្អ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយអត្រាប្រើប្រាស់គោលដៅយ៉ាងខ្លាំង (កាត់បន្ថយអាយុកាលគោលដៅ) ឬបរាជ័យក្នុងការសម្រេចបាននូវស្នាមប្រេះពេញគោលដៅ ឬការ corrosion គោលដៅពេញលេញ ដែលនឹងបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាភាគល្អិតក្នុងអំឡុងពេល sputtering ដំណើរការ។
នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា magnetron PVD ចាំបាច់ត្រូវពិចារណាយន្តការបង្វិលមេដែក រូបរាងគោលដៅ ប្រព័ន្ធត្រជាក់គោលដៅ និងប្រភព magnetron sputtering ក៏ដូចជាការកំណត់មុខងារនៃមូលដ្ឋានដែលផ្ទុក wafer ដូចជា wafer adsorption និងការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាព។ នៅក្នុងដំណើរការ PVD សីតុណ្ហភាពនៃ wafer ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដើម្បីទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលត្រូវការ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងការតំរង់ទិស ក៏ដូចជាស្ថេរភាពនៃដំណើរការ។
ចាប់តាំងពីចរន្តកំដៅរវាងផ្នែកខាងក្រោយនៃ wafer និងផ្ទៃនៃមូលដ្ឋានតម្រូវឱ្យមានសម្ពាធជាក់លាក់មួយជាធម្មតានៅក្នុងលំដាប់នៃ Torr ជាច្រើនហើយសម្ពាធការងាររបស់អង្គជំនុំជម្រះជាធម្មតាស្ថិតនៅក្នុងលំដាប់នៃ mTorr ជាច្រើនសម្ពាធនៅខាងក្រោយ។ នៃ wafer គឺធំជាងសម្ពាធលើផ្ទៃខាងលើនៃ wafer ដូច្នេះ chuck មេកានិច ឬ chuck អេឡិចត្រូស្តាតគឺត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីកំណត់ទីតាំងនិងកំណត់ wafer ។
chuck មេកានិចពឹងផ្អែកលើទំងន់របស់វាផ្ទាល់ និងគែមនៃ wafer ដើម្បីសម្រេចបាននូវមុខងារនេះ។ ទោះបីជាវាមានគុណសម្បត្តិនៃរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញនិងភាពមិនស៊ីសង្វាក់នៃសម្ភារៈនៃ wafer ក៏ដោយឥទ្ធិពលគែមរបស់ wafer គឺជាក់ស្តែងដែលមិនអំណោយផលដល់ការគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរឹងនៃភាគល្អិត។ ដូច្នេះវាត្រូវបានជំនួសបន្តិចម្តង ៗ ដោយចង្កឹះអគ្គីសនីនៅក្នុងដំណើរការផលិត IC ។
សម្រាប់ដំណើរការដែលមិនមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះសីតុណ្ហភាព វិធីសាស្ត្រដាក់ទំនាក់ទំនងដែលមិនជ្រាបចូល និងមិនមានគែម (មិនមានភាពខុសគ្នានៃសម្ពាធរវាងផ្ទៃខាងលើ និងខាងក្រោមនៃ wafer) ក៏អាចត្រូវបានប្រើផងដែរ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ PVD ស្រទាប់អង្គជំនុំជម្រះ និងផ្ទៃនៃផ្នែកដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយប្លាស្មានឹងត្រូវដាក់ និងគ្របដណ្ដប់។ នៅពេលដែលកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តដែលបានដាក់លើសពីដែនកំណត់ ខ្សែភាពយន្តនឹងប្រេះ និងរបកចេញ ដែលបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាភាគល្អិត។
ដូច្នេះការព្យាបាលលើផ្ទៃនៃផ្នែកដូចជាស្រទាប់គឺជាគន្លឹះក្នុងការពង្រីកដែនកំណត់នេះ។ ការបាញ់ខ្សាច់លើផ្ទៃ និងការបាញ់ថ្នាំអាលុយមីញ៉ូម គឺជាវិធីសាស្រ្តពីរដែលប្រើជាទូទៅ គោលបំណងគឺដើម្បីបង្កើនភាពរដុបលើផ្ទៃ ដើម្បីពង្រឹងការភ្ជាប់រវាងខ្សែភាពយន្ត និងផ្ទៃស្រទាប់។
3.5 បរិក្ខារបំប្លែងចំហាយរូបវិទ្យា
ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍ជាបន្តបន្ទាប់នៃបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូអេឡិចត្រូនិច ទំហំមុខងារកាន់តែតូចទៅៗ។ ដោយសារបច្ចេកវិទ្យា PVD មិនអាចគ្រប់គ្រងទិសដៅនៃការបំប្លែងភាគល្អិតបាន សមត្ថភាពរបស់ PVD ក្នុងការចូលទៅក្នុងរន្ធ និងបណ្តាញតូចចង្អៀតដែលមានសមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់មានកម្រិត ដែលធ្វើឱ្យការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា PVD ប្រពៃណីមានការប្រឈមកាន់តែខ្លាំងឡើង។ នៅក្នុងដំណើរការ PVD នៅពេលដែលសមាមាត្រនៃរន្ធញើសកើនឡើង ការគ្របដណ្ដប់នៅផ្នែកខាងក្រោមមានការថយចុះ បង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធជាន់លើដូច eaves នៅជ្រុងខាងលើ ហើយបង្កើតជាគម្របខ្សោយបំផុតនៅជ្រុងខាងក្រោម។
បច្ចេកវិជ្ជានៃការបំភាយចំហាយរាងកាយអ៊ីយ៉ូដត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ។ ដំបូងវា plasmatizes អាតូមដែកដែលបែកចេញពីគោលដៅក្នុងវិធីផ្សេងគ្នា ហើយបន្ទាប់មកលៃតម្រូវវ៉ុលលំអៀងដែលផ្ទុកនៅលើ wafer ដើម្បីគ្រប់គ្រងទិសដៅ និងថាមពលនៃអ៊ីយ៉ុងដែកដើម្បីទទួលបានលំហូរអ៊ីយ៉ុងដែកទិសដៅមានស្ថេរភាព ដើម្បីរៀបចំខ្សែភាពយន្តស្តើង ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើង។ ការគ្របដណ្តប់នៃបាតនៃជំហាននៃសមាមាត្រខ្ពស់តាមរយៈរន្ធនិងឆានែលតូចចង្អៀត។
លក្ខណៈធម្មតានៃបច្ចេកវិជ្ជាប្លាស្មាដែកអ៊ីយ៉ូដគឺការបន្ថែមឧបករណ៏ប្រេកង់វិទ្យុនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសម្ពាធការងាររបស់អង្គជំនុំជម្រះត្រូវបានរក្សានៅកម្រិតខ្ពស់ (5 ទៅ 10 ដងនៃសម្ពាធការងារធម្មតា) ។ ក្នុងអំឡុងពេល PVD ឧបករណ៏ប្រេកង់វិទ្យុត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតតំបន់ប្លាស្មាទីពីរដែលក្នុងនោះកំហាប់ប្លាស្មា argon កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃថាមពលប្រេកង់វិទ្យុ និងសម្ពាធឧស្ម័ន។ នៅពេលដែលអាតូមលោហធាតុផ្ទុះចេញពីគោលដៅឆ្លងកាត់តំបន់នេះ ពួកវាធ្វើអន្តរកម្មជាមួយប្លាស្មា argon ដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ដើម្បីបង្កើតជាអ៊ីយ៉ុងដែក។
ការប្រើប្រភព RF នៅក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន wafer (ដូចជា chuck electrostatic) អាចបង្កើនភាពលំអៀងអវិជ្ជមាននៅលើ wafer ដើម្បីទាក់ទាញអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានលោហៈទៅបាតនៃរន្ធញើស។ លំហូរអ៊ីយ៉ុងដែកទិសដៅនេះកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃ wafer ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការគ្របដណ្តប់បាតជំហាននៃរន្ធញើសសមាមាត្រខ្ពស់ និងបណ្តាញតូចចង្អៀត។
ភាពលំអៀងអវិជ្ជមានដែលបានអនុវត្តទៅលើ wafer ក៏បណ្តាលឱ្យអ៊ីយ៉ុងវាយលុកលើផ្ទៃ wafer (sputtering បញ្ច្រាស) ដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធលើសនៃមាត់រន្ធញើសចុះខ្សោយ និងធ្វើឱ្យខ្សែភាពយន្តដែលដាក់នៅខាងក្រោមទៅលើជញ្ជាំងចំហៀងនៅជ្រុងខាងក្រោមនៃរន្ធញើស។ groove ដោយហេតុនេះបង្កើនការគ្របដណ្តប់ជំហាននៅជ្រុង។
3.6 សម្ពាធបរិយាកាស បរិក្ខារបញ្ចេញចំហាយគីមី
ឧបករណ៍បំភាយចំហាយគីមីសម្ពាធបរិយាកាស (APCVD) សំដៅលើឧបករណ៍ដែលបាញ់ប្រភពប្រតិកម្មឧស្ម័នក្នុងល្បឿនថេរទៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមរឹងដែលគេឱ្យឈ្មោះថានៅក្រោមបរិយាកាសដែលមានសម្ពាធជិតនឹងសម្ពាធបរិយាកាស ដែលបណ្តាលឱ្យប្រភពប្រតិកម្មមានប្រតិកម្មគីមីលើ ផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយផលិតផលប្រតិកម្មត្រូវបានដាក់លើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើង។
ឧបករណ៍ APCVD គឺជាឧបករណ៍ CVD ដំបូងបំផុត ហើយនៅតែត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម និងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ។ ឧបករណ៍ APCVD អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំខ្សែភាពយន្តស្តើងដូចជាស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់តែមួយ ស៊ីលីកុន polycrystalline ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត ស័ង្កសីអុកស៊ីដ ទីតាញ៉ូមឌីអុកស៊ីត កញ្ចក់ផូស្វ័រស៊ីលីត និងកញ្ចក់បូរ៉ូផូស៊ីលីត។
3.7 ឧបករណ៍បំលែងចំហាយគីមីសម្ពាធទាប
បរិក្ខារបញ្ចេញចំហាយគីមីសម្ពាធទាប (LPCVD) សំដៅលើឧបករណ៍ដែលប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមឧស្ម័នដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មគីមីលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមរឹងក្រោមកម្ដៅ (350-1100°C) និងបរិយាកាសសម្ពាធទាប (10-100mTorr) និង សារធាតុប្រតិកម្មត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើង។ ឧបករណ៍ LPCVD ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើមូលដ្ឋាននៃ APCVD ដើម្បីបង្កើនគុណភាពនៃខ្សែភាពយន្តស្តើង ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឯកសណ្ឋាននៃការចែកចាយនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រលក្ខណៈដូចជា កម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត និងធន់ទ្រាំ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម។
លក្ខណៈពិសេសចម្បងរបស់វាគឺថានៅក្នុងបរិយាកាសវាលកំដៅដែលមានសម្ពាធទាបឧស្ម័នដំណើរការមានប្រតិកម្មគីមីនៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម wafer ហើយផលិតផលប្រតិកម្មត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តស្តើង។ ឧបករណ៍ LPCVD មានគុណសម្បត្តិក្នុងការរៀបចំខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ហើយអាចប្រើដើម្បីរៀបចំខ្សែភាពយន្តស្តើងដូចជា ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដ ស៊ីលីកុននីត្រាត ប៉ូលីស៊ីលីកុន ស៊ីលីកុន កាបូន ហ្គាលីញ៉ូម នីត្រាត និងក្រាហ្វីន។
បើប្រៀបធៀបជាមួយ APCVD បរិយាកាសប្រតិកម្មសម្ពាធទាបនៃឧបករណ៍ LPCVD បង្កើនផ្លូវទំនេរមធ្យម និងមេគុណនៃការសាយភាយឧស្ម័ននៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្ម។
ឧស្ម័នប្រតិកម្ម និងម៉ូលេគុលឧស្ម័នបញ្ជូននៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មអាចត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នាក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ដូច្នេះវាធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពដូចគ្នានៃកម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្ត ភាពធន់នឹងភាពធន់ និងការគ្របដណ្តប់ជំហាននៃខ្សែភាពយន្ត ហើយការប្រើប្រាស់ឧស្ម័នប្រតិកម្មក៏មានតិចតួចផងដែរ។ លើសពីនេះទៀតបរិយាកាសសម្ពាធទាបក៏បង្កើនល្បឿននៃការបញ្ជូនសារធាតុឧស្ម័នផងដែរ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធ និងប្រតិកម្មផលិតផលដែលសាយភាយចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោមអាចត្រូវបានយកចេញយ៉ាងឆាប់រហ័សពីតំបន់ប្រតិកម្មតាមរយៈស្រទាប់ព្រំដែន ហើយឧស្ម័នប្រតិកម្មបានឆ្លងកាត់ស្រទាប់ព្រំដែនយ៉ាងលឿនដើម្បីទៅដល់ផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ប្រតិកម្ម ដូច្នេះការទប់ស្កាត់ការប្រើថ្នាំដោយខ្លួនឯងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ខ្សែភាពយន្តដែលមានគុណភាពខ្ពស់ជាមួយនឹងតំបន់ផ្លាស់ប្តូរដ៏ចោត ហើយថែមទាំងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មផងដែរ។
3.8 គ្រឿងបរិក្ខារបំរែបំរួលចំហាយគីមីដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្លាស្មា
ការបំភាយចំហាយគីមីដែលបង្កើនប្លាស្មា (PECVD) គឺជា tបច្ចេកវិទ្យានៃការបន្ទោរបង់ខ្សែភាពយន្ត។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការប្លាស្មា សារធាតុឧស្ម័នមុនគេត្រូវបាន ionized នៅក្រោមសកម្មភាពនៃប្លាស្មា ដើម្បីបង្កើតជាក្រុមសកម្មរំភើប ដែលសាយភាយទៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយបន្ទាប់មកទទួលរងនូវប្រតិកម្មគីមី ដើម្បីបញ្ចប់ការលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្ត។
យោងតាមភាពញឹកញាប់នៃការបង្កើតប្លាស្មា ប្លាស្មាដែលប្រើក្នុង PECVD អាចបែងចែកជាពីរប្រភេទគឺ ប្លាស្មាប្រេកង់វិទ្យុ (RF plasma) និងប្លាស្មាមីក្រូវ៉េវ (ប្លាស្មាមីក្រូវ៉េវ)។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប្រេកង់វិទ្យុដែលប្រើក្នុងឧស្សាហកម្មនេះជាទូទៅគឺ 13.56MHz ។
សេចក្តីណែនាំនៃប្លាស្មាប្រេកង់វិទ្យុជាធម្មតាត្រូវបានបែងចែកទៅជាពីរប្រភេទគឺ ការភ្ជាប់សមត្ថភាព (CCP) និង ការភ្ជាប់អាំងឌុចទិត (ICP) ។ វិធីសាស្ត្រភ្ជាប់ capacitive ជាធម្មតាជាវិធីសាស្ត្រប្រតិកម្មប្លាស្មាដោយផ្ទាល់។ ខណៈពេលដែលវិធីសាស្ត្រភ្ជាប់ inductive អាចជាវិធីសាស្ត្រប្លាស្មាដោយផ្ទាល់ ឬវិធីសាស្ត្រប្លាស្មាពីចម្ងាយ។
នៅក្នុងដំណើរការផលិត semiconductor ជាញឹកញាប់ PECVD ត្រូវបានគេប្រើដើម្បីបណ្តុះខ្សែភាពយន្តស្តើងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានលោហធាតុ ឬរចនាសម្ព័ន្ធងាយនឹងសីតុណ្ហភាពផ្សេងទៀត។ ជាឧទាហរណ៍ នៅក្នុងវិស័យទំនាក់ទំនងផ្នែកខាងក្រោយនៃលោហៈធាតុនៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ចាប់តាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធប្រភព ច្រកទ្វារ និងប្រព័ន្ធបង្ហូរចេញរបស់ឧបករណ៍ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងដំណើរការផ្នែកខាងមុខ ការរីកលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្តស្តើងនៅក្នុងផ្នែកនៃទំនាក់ទំនងរវាងលោហៈគឺជាប្រធានបទ។ ដល់កម្រិតថវិកាកម្ដៅដ៏តឹងរ៉ឹង ដូច្នេះជាធម្មតាវាត្រូវបានបញ្ចប់ដោយជំនួយប្លាស្មា។ តាមរយៈការកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការប្លាស្មា ដង់ស៊ីតេ សមាសធាតុគីមី មាតិកាមិនបរិសុទ្ធ ភាពធន់មេកានិច និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្ត្រេសនៃខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលដាំដុះដោយ PECVD អាចត្រូវបានកែតម្រូវ និងធ្វើឱ្យប្រសើរក្នុងជួរជាក់លាក់មួយ។
3.9 ឧបករណ៍ដាក់ស្រទាប់អាតូមិក
ការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូមិក (ALD) គឺជាបច្ចេកវិជ្ជានៃការដាក់ស្រទាប់ហ្វីលស្តើង ដែលលូតលាស់តាមកាលកំណត់ក្នុងទម្រង់ជាស្រទាប់ម៉ូណូអាតូមិច។ លក្ខណៈរបស់វាគឺថាកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តដែលបានដាក់អាចត្រូវបានកែតម្រូវយ៉ាងជាក់លាក់ដោយការគ្រប់គ្រងចំនួនវដ្តនៃការលូតលាស់។ មិនដូចដំណើរការនៃការបញ្ចេញចំហាយគីមី (CVD) ទេ ធាតុមុនពីរ (ឬច្រើន) នៅក្នុងដំណើរការ ALD ឆ្លាស់គ្នាឆ្លងកាត់ផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយត្រូវបានញែកដាច់ពីគ្នាយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពដោយការបន្សុទ្ធឧស្ម័នកម្រ។
សារធាតុមុនទាំងពីរនឹងមិនលាយបញ្ចូលគ្នា និងជួបគ្នាក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័នដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មគីមីនោះទេ ប៉ុន្តែគ្រាន់តែមានប្រតិកម្មតាមរយៈការស្រូបយកសារធាតុគីមីលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងវដ្ត ALD នីមួយៗ បរិមាណនៃសារធាតុ precursor adsorbed នៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមគឺទាក់ទងទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃក្រុមសកម្មនៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅពេលដែលក្រុមប្រតិកម្មនៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានអស់ បើទោះបីជាសារធាតុមុនច្រើនលើសលប់ត្រូវបានណែនាំក៏ដោយ ការស្រូបយកសារធាតុគីមីនឹងមិនកើតឡើងលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមឡើយ។
ដំណើរការប្រតិកម្មនេះត្រូវបានគេហៅថា ប្រតិកម្មកំណត់លើផ្ទៃខ្លួនឯង។ យន្តការដំណើរការនេះធ្វើឱ្យកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តដែលលូតលាស់នៅក្នុងវដ្តនីមួយៗនៃដំណើរការ ALD ថេរ ដូច្នេះដំណើរការ ALD មានគុណសម្បត្តិនៃការគ្រប់គ្រងកម្រាស់ច្បាស់លាស់ និងការគ្របដណ្តប់ជំហានខ្សែភាពយន្តល្អ។
3.10 ឧបករណ៍ Epitaxy Beam ម៉ូលេគុល
ប្រព័ន្ធ Molecular Beam Epitaxy (MBE) សំដៅលើឧបករណ៍ epitaxial ដែលប្រើធ្នឹមអាតូមថាមពលកំដៅមួយ ឬច្រើន ដើម្បីបាញ់ទៅលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលគេកំដៅក្នុងល្បឿនជាក់លាក់មួយនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្វះចន្លោះខ្ពស់ ហើយស្រូបយក និងធ្វើចំណាកស្រុកលើផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដើម្បីដុះលូតលាស់ខ្សែភាពយន្តស្តើងគ្រីស្តាល់តែមួយតាមទិសអ័ក្សគ្រីស្តាល់នៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម។ ជាទូទៅនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃកំដៅដោយឡៅតឿដែលមានស្រទាប់ការពារកំដៅ ប្រភពនៃធ្នឹមបង្កើតបានជាធ្នឹមអាតូមិក ឬធ្នឹមម៉ូលេគុល ហើយខ្សែភាពយន្តនេះលូតលាស់ស្រទាប់ដោយស្រទាប់តាមទិសអ័ក្សគ្រីស្តាល់នៃសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោម។
លក្ខណៈរបស់វាគឺសីតុណ្ហភាពលូតលាស់នៃ epitaxial ទាប ហើយកម្រាស់ ចំណុចប្រទាក់ សមាសធាតុគីមី និងកំហាប់មិនបរិសុទ្ធ អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងជាក់លាក់នៅកម្រិតអាតូម។ ទោះបីជា MBE មានប្រភពមកពីការរៀបចំនៃខ្សែភាពយន្តគ្រីស្តាល់តែមួយស្តើងបំផុត semiconductor ក៏ដោយ ក៏កម្មវិធីរបស់វាឥឡូវនេះបានពង្រីកទៅប្រព័ន្ធសម្ភារៈជាច្រើនដូចជាលោហៈ និងអ៊ីសូឡង់កំដៅ ហើយអាចរៀបចំ III-V, II-VI, silicon, silicon germanium (SiGe ), graphene, អុកស៊ីដ និង ខ្សែភាពយន្តសរីរាង្គ។
ប្រព័ន្ធអេពីតាស៊ីនៃធ្នឹមម៉ូលេគុល (MBE) ត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងដោយប្រព័ន្ធបូមធូលីខ្ពស់ជ្រុល ប្រភពធ្នឹមម៉ូលេគុល ប្រព័ន្ធជួសជុល និងកំដៅស្រទាប់ខាងក្រោម ប្រព័ន្ធផ្ទេរគំរូ ប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យក្នុងកន្លែង ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង និងការធ្វើតេស្ត។ ប្រព័ន្ធ។
ប្រព័ន្ធបូមធូលី រួមមានម៉ាស៊ីនបូមធូលី (ម៉ាស៊ីនបូមមេកានិច ម៉ាស៊ីនបូមម៉ូលេគុល ម៉ាស៊ីនបូមអ៊ីយ៉ុង និងម៉ាស៊ីនបូម condensation ។ កំរិតទំនេរដែលអាចសម្រេចបានជាទូទៅគឺ 10-8 ទៅ 10-11 Torr ។ ប្រព័ន្ធបូមធូលីភាគច្រើនមានបន្ទប់ធ្វើការខ្វះចន្លោះចំនួនបីគឺ បន្ទប់ចាក់ថ្នាំសំណាក បន្ទប់ព្យាបាលមុន និងបន្ទប់វិភាគផ្ទៃ និងបន្ទប់លូតលាស់។
អង្គជំនុំជម្រះចាក់សំណាកត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្ទេរសំណាកទៅពិភពខាងក្រៅដើម្បីធានាបាននូវលក្ខខណ្ឌទំនេរខ្ពស់នៃអង្គជំនុំជម្រះផ្សេងទៀត; Pretreatment and surface analysis chamber តភ្ជាប់បន្ទប់ចាក់សំណាកគំរូ និងអង្គជំនុំជម្រះការលូតលាស់ ហើយមុខងារចម្បងរបស់វាគឺដើម្បីដំណើរការគំរូជាមុន (ការបន្សាបសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដើម្បីធានាបាននូវភាពស្អាតពេញលេញនៃផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម) និងដើម្បីធ្វើការវិភាគលើផ្ទៃបឋមលើផ្ទៃ។ គំរូដែលបានសម្អាត; អង្គជំនុំជម្រះលូតលាស់គឺជាផ្នែកស្នូលនៃប្រព័ន្ធ MBE ដែលភាគច្រើនផ្សំឡើងដោយចង្រ្កានប្រភព និងការផ្គុំទ្វារដែលត្រូវគ្នារបស់វា កុងសូលត្រួតពិនិត្យគំរូ ប្រព័ន្ធត្រជាក់ ការឆ្លុះបញ្ជាំងពន្លឺអេឡិចត្រុងថាមពលខ្ពស់ (RHEED) និងប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យក្នុងកន្លែង។ . ឧបករណ៍ MBE ផលិតកម្មមួយចំនួនមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអង្គជំនុំជម្រះកំណើនច្រើន។ ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ MBE ត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:
MBE នៃសម្ភារៈស៊ីលីកូនប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ជាវត្ថុធាតុដើម លូតលាស់ក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្វះចន្លោះខ្ពស់ (10-10～10-11Torr) ហើយសីតុណ្ហភាពលូតលាស់គឺ 600～900 ℃ ជាមួយនឹង Ga (P-type) និង Sb ( N-type) ជាប្រភពសារធាតុញៀន។ ប្រភពសារធាតុ doping ដែលប្រើជាទូទៅដូចជា P, As និង B កម្រត្រូវបានគេប្រើជាប្រភពធ្នឹម ព្រោះវាពិបាកក្នុងការហួត។
អង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្មរបស់ MBE មានបរិយាកាសខ្វះចន្លោះខ្ពស់ ដែលបង្កើនផ្លូវទំនេរមធ្យមនៃម៉ូលេគុល និងកាត់បន្ថយការចម្លងរោគ និងអុកស៊ីតកម្មលើផ្ទៃនៃសម្ភារៈដែលកំពុងលូតលាស់។ សម្ភារៈ epitaxial ដែលរៀបចំមានផ្ទៃ morphology និងឯកសណ្ឋានល្អ ហើយអាចត្រូវបានបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធពហុស្រទាប់ជាមួយនឹងសារធាតុ doping ឬសមាសធាតុសម្ភារៈផ្សេងគ្នា។
បច្ចេកវិទ្យា MBE សម្រេចបាននូវការរីកលូតលាស់ម្តងហើយម្តងទៀតនៃស្រទាប់ epitaxial ស្តើងបំផុតជាមួយនឹងកម្រាស់នៃស្រទាប់អាតូមតែមួយ ហើយចំណុចប្រទាក់រវាងស្រទាប់ epitaxial គឺចោត។ វាជំរុញកំណើននៃ III-V semiconductors និងសមា្ភារៈច្រើនមុខផ្សេងគ្នា។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប្រព័ន្ធ MBE បានក្លាយជាឧបករណ៍ដំណើរការកម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍មីក្រូវ៉េវជំនាន់ថ្មី និងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច។ គុណវិបត្តិនៃបច្ចេកវិទ្យា MBE គឺអត្រាកំណើនខ្សែភាពយន្តយឺត តម្រូវការបូមធូលីខ្ពស់ និងការចំណាយលើការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ និងឧបករណ៍ខ្ពស់។
3.11 ប្រព័ន្ធ Epitaxy ដំណាក់កាលចំហាយ
ប្រព័ន្ធ epitaxy ដំណាក់កាលចំហាយ (VPE) សំដៅលើឧបករណ៍លូតលាស់អេពីតាស៊ីល ដែលដឹកជញ្ជូនសមាសធាតុឧស្ម័នទៅកាន់ស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយទទួលបានស្រទាប់សម្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយ ជាមួយនឹងការរៀបចំបន្ទះឈើដូចគ្នានឹងស្រទាប់ខាងក្រោម តាមរយៈប្រតិកម្មគីមី។ ស្រទាប់ epitaxial អាចជាស្រទាប់ homoepitaxial (Si/Si) ឬស្រទាប់ heteroepitaxial (SiGe/Si, SiC/Si, GaN/Al2O3 ជាដើម)។ បច្ចុប្បន្ននេះ បច្ចេកវិទ្យា VPE ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផ្នែកនៃការរៀបចំ nanomaterial, ឧបករណ៍ថាមពល, ឧបករណ៍ semiconductor optoelectronic, photovoltaics ពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។
VPE ធម្មតារួមមាន epitaxy សម្ពាធបរិយាកាស និង epitaxy សម្ពាធកាត់បន្ថយ ការបំភាយចំហាយគីមីខ្ពស់ជ្រុល ការបញ្ចេញចំហាយគីមីសរីរាង្គលោហៈ។ល។ ចំណុចសំខាន់ៗនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា VPE គឺការរចនាបន្ទប់ប្រតិកម្ម របៀបលំហូរឧស្ម័ន និងឯកសណ្ឋាន ឯកសណ្ឋានសីតុណ្ហភាព និងការត្រួតពិនិត្យភាពជាក់លាក់។ ការគ្រប់គ្រងសម្ពាធ និងស្ថេរភាព ការគ្រប់គ្រងភាគល្អិត និងពិការភាព។ល។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍នៃប្រព័ន្ធ VPE ពាណិជ្ជកម្មចម្បងគឺការផ្ទុក wafer ដ៏ធំ ការគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវត្តិពេញលេញ និងការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាជាក់ស្តែងនៃដំណើរការសីតុណ្ហភាព និងការលូតលាស់។ ប្រព័ន្ធ VPE មានរចនាសម្ព័ន្ធបី៖ បញ្ឈរ ផ្ដេក និងស៊ីឡាំង។ វិធីសាស្រ្តកំដៅរួមមានកំដៅធន់ទ្រាំ កំដៅអាំងឌុចទ័ប្រេកង់ខ្ពស់ និងកំដៅវិទ្យុសកម្មអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប្រព័ន្ធ VPE ភាគច្រើនប្រើរចនាសម្ព័ន្ធឌីសផ្តេក ដែលមានលក្ខណៈឯកសណ្ឋានល្អនៃការលូតលាស់ខ្សែភាពយន្ត epitaxial និងការផ្ទុក wafer ធំ។ ប្រព័ន្ធ VPE ជាធម្មតាមានបួនផ្នែក៖ រ៉េអាក់ទ័រ ប្រព័ន្ធកំដៅ ប្រព័ន្ធផ្លូវឧស្ម័ន និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង។ ដោយសារតែពេលវេលាលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្ត GaAs និង GaN epitaxial គឺវែងឆ្ងាយ កំដៅ induction និងកំដៅធន់នឹងត្រូវបានប្រើភាគច្រើន។ នៅក្នុងស៊ីលីកុន VPE ការរីកលូតលាស់ខ្សែភាពយន្ត epitaxial ក្រាស់ភាគច្រើនប្រើកំដៅ induction; ការលូតលាស់ខ្សែភាពយន្ត epitaxial ស្តើងភាគច្រើនប្រើកំដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការកើនឡើង/ធ្លាក់សីតុណ្ហភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស។
3.12 ប្រព័ន្ធ Epitaxy ដំណាក់កាលរាវ
ប្រព័ន្ធ Liquid Phase Epitaxy (LPE) សំដៅលើឧបករណ៍លូតលាស់ epitaxial ដែលរំលាយសម្ភារៈដែលត្រូវដាំដុះ (ដូចជា Si, Ga, As, Al ជាដើម) និងសារធាតុ dopants (ដូចជា Zn, Te, Sn ជាដើម) ក្នុង លោហៈដែលមានចំណុចរលាយទាប (ដូចជា Ga, In ។ ជាមួយនឹងសូលុយស្យុង ហើយសារធាតុរំលាយត្រូវបាន precipitated ពីសារធាតុរំលាយដោយធ្វើឱ្យត្រជាក់បន្តិចម្តងៗ ហើយស្រទាប់នៃវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ និងបន្ទះឈើថេរស្រដៀងទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានដាំដុះលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។
វិធីសាស្រ្ត LPE ត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Nelson et al ។ នៅឆ្នាំ 1963 វាត្រូវបានគេប្រើដើម្បីដាំខ្សែភាពយន្ត Si ស្តើង និងវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយ ក៏ដូចជាសម្ភារៈ semiconductor ដូចជាក្រុម III-IV និង mercury cadmium telluride ហើយអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចផ្សេងៗ ឧបករណ៍មីក្រូវ៉េវ ឧបករណ៍ semiconductor និងកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ .
———————————————————————————————————————————————————— ————————————-
Semicera អាចផ្តល់ឱ្យផ្នែកក្រាហ្វិច, អារម្មណ៍ទន់ / រឹង, ផ្នែកស៊ីលីកុនកាបូន, ផ្នែកស៊ីលីកុន CVD, និងផ្នែកដែលស្រោបដោយ SiC/TaCជាមួយក្នុងរយៈពេល 30 ថ្ងៃ។
ប្រសិនបើអ្នកចាប់អារម្មណ៍លើផលិតផល semiconductor ខាងលើសូមកុំស្ទាក់ស្ទើរក្នុងការទាក់ទងមកយើងជាលើកដំបូង។
ទូរស័ព្ទ៖ +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី៣១ ខែសីហា ឆ្នាំ២០២៤