1. Kupu Whakataki
Ko te tukanga o te whakapiri i nga matū (maatau) ki te mata o nga taputapu taputapu ma nga tikanga tinana, matū ranei ka kiia ko te tipu kiriata angiangi.
E ai ki nga tikanga mahi rereke, ka taea te wehea te waipara kiriata angiangi whakauru ki:
-Te Kohu Kohu Tino (PVD);
-Te Whakapae Kohu Maama (CVD);
- Toronga.
2. Tikanga Tipu Kiriata Angiangi
2.1 Te tukunga kohu tinana me te mahi mokemoke
Ko te mahinga kohu kohu tinana (PVD) e pa ana ki te whakamahinga o nga tikanga tinana penei i te whakaetonga korehau, te pupuhi, te paninga plasma me te epitaxy kurupae ngota hei hanga i tetahi kiriata angiangi ki te mata o te angiangi.
I roto i te ahumahi VLSI, ko te hangarau PVD e tino whakamahia ana ko te pupuhi, e whakamahia ana mo nga hikohiko me nga hononga whakarewa o nga waahanga whakauru. Ko te pupuhi he tukanga e katote ai nga hau onge [pēnei i te argon (Ar)] ki roto i nga katote (pēnei i te Ar+) i raro i te mahi a te papa hiko o waho i raro i nga tikanga korehau teitei, ka pupuhi i te puna whainga rauemi i raro i te taiao ngaohiko teitei, te patuki i nga ngota, i nga ngota ngota ranei o te mea i whaaia, ka tae ki te mata o te angiangi ki te hanga i tetahi kiriata angiangi i muri i te tukanga rere kore tukinga. Ar he matū pūmau, ā, karekau ōna katote e tauhohe matū ki te papanga me te kiriata. I te wa e uru ana nga maramara ara iahiko whakauru ki te 0.13μm te wa honohono parahi, ka whakamahia e te paparanga rauemi arai parahi te titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN) kiriata ranei. Ko te hiahia mo te hangarau ahumahi kua whakatairangahia te rangahau me te whakawhanaketanga o te hangarau pupuhi tauhohenga matū, ara, i roto i te ruma pupuhi, i tua atu i te Ar, he hauota hau reactive (N2), kia pupuhihia te Ti, Ta ranei mai i te Ko nga mea e whaaia ana ka tauhohe a Ti, Ta ranei me te N2 hei whakaputa i te kiriata TiN, TaN ranei e hiahiatia ana.
E toru nga tikanga pupuhi e whakamahia nuitia ana, ara ko te pupuhi DC, ko te RF sputtering me te magnetron sputtering. I te mea kei te piki haere tonu te whakauru o nga waahi whakauru, kei te piki haere te maha o nga papa o nga waea whakarewa maha-papa, me te whakamahinga o te hangarau PVD kei te kaha ake. Ko nga rauemi PVD ko Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, etc.
Ko nga tukanga PVD me te pupuhi i te nuinga o te waa ka oti i roto i te ruma urupare tino hiri me te tohu korehau o 1 × 10-7 ki te 9 × 10-9 Torr, ka taea te whakarite i te ma o te hau i te wa o te tauhohenga; i te wa ano, ka hiahiatia he ngaohiko teitei o waho ki te katote i te hau onge ki te whakaputa i te ngaohiko teitei ki te pupuhi i te whaainga. Ko nga tawhā matua mo te arotake i te PVD me nga tukanga sputtering ko te nui o te puehu, me te uara parenga, te riterite, te matotoru whakaata me te ahotea o te kiriata i hangaia.
2.2 Tukatuka Kohu Kohu matū me te Tukatuka Puti
Ko te whakahekenga kohu matū (CVD) e pā ana ki te hangarau tukanga e tauhohe matū ana nga momo tauhohenga hau me nga pehanga wahanga rereke i tetahi pāmahana me te pehanga, ka waiho nga matū totoka i hangaia ki runga i te mata o te rauemi tïpako kia whiwhi i te kikokore e hiahiatia ana. kiriata. I roto i te tikanga hanga ara iahiko whakauru, ko nga taonga kiriata angiangi i whiwhi he mea puhui penei i te waikura, nitride, carbide, me nga taonga penei i te polycrystalline silicon me te amorphous silicon. Ko te tipu epitaxial whiriwhiri, he mea nui ake te whakamahi i muri i te 45nm node, penei i te puna me te whakaheke SiGe, Si Ge ranei te tipu epitaxial whiriwhiri, he hangarau CVD ano hoki.
Ka taea e tenei hangarau te hanga tonu i nga rawa karaihe kotahi o te momo kotahi, he rite ranei ki te kurupae taketake i runga i te tïpako karaihe kotahi o te silicon, etahi atu rawa ranei i te taha o te kurupae taketake. Kei te whakamahia nuitia te CVD i roto i te tipu o nga kiriata dielectric insulating (penei i te SiO2, Si3N4 me te SiON, me etahi atu) me nga kiriata whakarewa (penei i te tungsten, me etahi atu).
Ko te tikanga, e ai ki te whakarōpūtanga pehanga, ka taea te wehea te CVD ki te pehanga matū kohu matū (APCVD), te pehanga matū matū (SAPCVD) me te pehanga iti matū (LPCVD).
E ai ki te whakarōpūtanga o te pāmahana, ka taea te wehewehea te CVD ki te wera teitei / te iti o te wera o te kiriata waikura kiriata matū matū (HTO / LTO CVD) me te tere o te waiariki matū matū (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
E ai ki te puna tauhohenga, ka taea te wehewehea te CVD ki te CVD e pa ana ki te silane, te CVD e pa ana ki te polyester (CVD-TEOS-based) me te whakarewatanga matū matū matū whakarewa (MOCVD);
E ai ki te whakarōpūtanga pūngao, ka taea te wehea te CVD ki te waiariki waiariki kohu waiariki (Thermal CVD), plasma whakarei ake matū kohu waipara (Plasma Enhanced CVD, PECVD) me te plasma teitei kiato te waiariki matū waiariki (High Density Plasma CVD, HDPCVD). Ina tata nei, kua whanaketia ano te whakangao kohu matū rere (Flowable CVD, FCVD) me te kaha ki te whakakii i te aputa.
He rereke nga ahuatanga o nga kiriata rereke CVD (penei i te hanganga matū, te dielectric tamau, te ahotea, te ahotea me te ngaohiko pakaru) ka taea te whakamahi motuhake i runga i nga whakaritenga tukanga rereke (penei i te pāmahana, te kapi takahanga, te whakakii i nga whakaritenga, me etahi atu).
2.3 Te tukanga whakaheke paparanga ngota
Ko te tukunga paparanga ngota (ALD) e pa ana ki te tukunga o nga papaa ngota ma ia paparanga i runga i te papanga tïpako ma te whakatipu i te paparanga kiriata ngota kotahi ma ia paparanga. Ko te ALD angamaheni ka whakamahi i te tikanga ki te whakauru i nga kaitapa hau ki roto i te reactor i roto i te ahua o te pupuhi.
Hei tauira, tuatahi, ka whakauruhia te tauhohenga 1 ki te mata o te tïpako, a, i muri i te whakaurunga matū, ka hangaia he paparanga ngota kotahi ki runga i te mata tïpako; katahi ka maemaa te kaamua 1 e toe ana i runga i te mata tïpako me te ruma tauhohenga e te papu hau; katahi ka whakaurua te tauhohenga 2 ki te mata o te tïpako, ka tauhohe matū ki te kawainga 1 ka whakakohia ki te mata tïpako hei whakaputa i nga mea kiriata kikokore e rite ana me nga hua-a-i runga i te mata tïpako; ka tauhohe katoa te kawaihanga 1, ka mutu aunoa te tauhohenga, ko te ahuatanga whakatiki-whaiaro o ALD, katahi ka tangohia nga toenga tauhohenga me nga hua-hua hei whakarite mo te wahanga o te tipu ka whai ake; ma te tukurua tonu i nga mahi o runga ake nei, ka taea te tukunga o nga rawa kiriata angiangi kua tipuhia e ia paparanga me nga ngota kotahi.
Ko te ALD me te CVD he huarahi ki te whakauru i te puna tauhohenga matū haurehu ki te tauhohe matū ki runga i te mata tïpako, engari ko te rereketanga ko te puna tauhohenga hau o te CVD karekau he ahuatanga o te tipu-whaiaro. Ka kitea ko te mea nui ki te whakawhanake i te hangarau ALD ko te kimi i nga tohu kaaiti me nga ahuatanga tauhohenga whaiaro.
2.4 Tukanga Epitaxial
Ko te tukanga epitaxial e pa ana ki te tukanga o te whakatipu i tetahi paparanga karaihe kotahi ki runga i te tïpako. Ko te tikanga, ko te tukanga epitaxial ko te whakatipu i tetahi paparanga karaihe he rite te takotoranga kurupae ki te tïpako taketake i runga i te tïpako karaihe kotahi. Ko te tukanga epitaxial e whakamahia nuitia ana i roto i te hangahanga semiconductor, penei i te wafers silicon epitaxial i roto i te umanga hiko whakauru, te puna whakauru me te whakaheke i te tipu epitaxial o nga transistors MOS, te tipu epitaxial i runga i nga taputapu LED, me era atu.
E ai ki nga ahuatanga rereke o te puna tipu, ka taea te wehea nga tikanga tipu epitaxial ki te epitaxy wahanga totoka, epitaxy wahanga wai, me te epitaxy wahanga kohu. I roto i te hanga ara iahiko whakauru, ko nga tikanga epitaxial e whakamahia ana ko te epitaxy wahanga totoka me te epitaxy wahanga kohu.
Epitaxy wahanga totoka: e pa ana ki te tipu o te paparanga karaihe kotahi i runga i te tïpako ma te whakamahi i te puna totoka. Hei tauira, ko te whakawhanaunga waiariki i muri i te whakaurunga katote he tino tukanga epitaxy wahanga totoka. I te wa o te whakaurunga o te katote, ka pupuhihia nga ngota silicon o te angiangi silicon e nga katote-nui-kaha kua whakatohia, ka waiho i o raatau tuunga reanga taketake ka huri hei amorphous, ka hanga he paparanga silicon amorphous mata. Whai muri i te whakamaaramatanga wera wera, ka hoki ano nga ngota amorphous ki o raatau tuunga reanga ka noho rite tonu ki te takotoranga karaihe ngota i roto i te tïpako.
Ko nga tikanga tipu o te wahanga kohu epitaxy ko te epitaxy wahanga kohu matū, te epitaxy kurupae ngota, te epitaxy paparanga ngota, me etahi atu. I roto i te hanga ara iahiko whakauru, ko te epitaxy wahanga kohu matū te mea tino whakamahia. Ko te tikanga o te epitaxy wahanga kohu matū he rite tonu ki tera o te waipara matū matū. He tukanga e rua hei whakatakoto i nga kiriata angiangi ma te tauhohenga matū ki runga i te mata o te angiangi i muri i te whakaranu hau.
Ko te rereketanga ko te mea na te mea ka tipu te epitaxy wahanga kohu matū he paparanga karaihe kotahi, he nui ake nga whakaritenga mo te poke o nga taputapu me te ma o te mata angiangi. Ko te wahanga kohu matū moata epitaxial silicon tukanga me whakahaere i raro i nga tikanga pāmahana teitei (nui ake i te 1000°C). Na te whakapai ake i nga taputapu tukatuka, ina koa ko te tangohanga o te hangarau ruma whakawhiti korehau, kua tino pai ake te ma o te kohao taputapu me te mata o te wafer silicon, a ka taea te kawe i te epitaxy silicon i te iti o te pāmahana (600-700° C). Ko te tukanga angiangi hiraka epitaxial ko te whakatipu i tetahi paparanga o te hiako karaihe kotahi ki te mata o te angiangi hiraka.
Ka whakatauritea ki te paparanga silicon taketake, he teitei ake te purenga o te paparanga silicon epitaxial me te iti ake o nga ngoikoretanga o te reanga, na reira ka pai ake te hua o te hangahanga semiconductor. I tua atu, ko te matotoru o te tipu me te kukū doping o te paparanga silicon epitaxial i tupu i runga i te angiangi silicon ka taea te hoahoa ngawari, e kawe mai ana i te ngawari ki te hoahoa o te taputapu, penei i te whakaiti i te parenga o te tïpako me te whakarei ake i te wehenga tïpako. Ko te tukanga epitaxial puna-puna kua whakauruhia he hangarau e whakamahia whanuitia ana i roto i nga waahanga hangarau arorau matatau.
E pa ana ki te mahi epitaxially tipu epitaxially germanium silicon doped silicon ranei i roto i te puna me te awa rohe o transistors MOS. Ko nga tino painga o te whakaurunga o te tukanga epitaxial puna-whakaheke, ko: te whakatipu i te paparanga pseudocrystalline kei roto i te ahotea na te urutaunga reeti, te whakapai ake i te nekeneke kawe hongere; Ka taea e te doping in-situ o te puna me te wairere te whakaheke i te parenga parapara o te hononga puna-whakaheke me te whakaiti i nga hapa o te whakaurunga katote-kaha nui.
3. taputapu tipu kiriata kikokore
3.1 Nga taputapu whakaetonga korehau
Ko te whakaetonga korehau he tikanga whakakikorua e whakamahana ana i nga rawa totoka i roto i te ruuma korehau kia whakaeto, whakangohu, whakangoikore ranei, katahi ka whakamatao me te whakatakoto ki runga i te mata o te rauemi tïpako i tetahi pāmahana.
I te nuinga o te waa e toru nga waahanga, ara ko te punaha korehau, te punaha whakaetonga me te punaha whakamahana. Ko te punaha korehau he putorino korehau me nga papu korehau, a, ko tana mahi matua ko te whakarato i tetahi taiao korehau tohu mo te whakaetonga. Kei roto i te punaha whakaetonga he ripanga whakaetonga, he waahanga whakamahana me tetahi waahanga ine ine pāmahana.
Ko te mea i whäia hei whakaeto (pënei i te Ag, Al, me etahi atu) ka whakatakotoria ki te tepu whakaetonga; ko te waahanga whakawera me te ine ine pāmahana he punaha kati-koropiko e whakamahia ana hei whakahaere i te pāmahana whakaetonga kia pai ai te whakaetonga. Ko te punaha whakamahana he waahi angiangi me tetahi waahanga whakamahana. Ka whakamahia te waahi angiangi ki te tuu i te tïpako e tika ana kia whakaeto te kiriata angiangi, ka whakamahia te waahanga whakawera ki te mohio i te whakamahana o te tïpako me te mana urupare inenga.
Ko te taiao korehau he mea tino nui i roto i te tukanga whakaetonga korehau, e pa ana ki te tere o te whakaheke me te kounga o te kiriata. Mena karekau te tohu hauhau e eke ki nga whakaritenga, ka taupatupatu nga ngota ngota, ngota ngota ranei ki nga ngota hau e toe ana, ka iti ake to ratou huarahi kore utu, ka tino marara nga ngota, ngota ngota ranei, na reira ka huri te ahunga o te neke me te whakaiti i te kiriata. tere hanga.
I tua atu, na te mea he toenga ngota hau poke, he tino poke te kiriata kua whakatakotoria, he kino te kounga, ina koa ka kore e tutuki te pikinga o te pehanga o te ruma ki te paerewa me te pakaru, ka rere te hau ki roto i te ruma korehau. , ka whai paanga nui ki te kounga o te kiriata.
Ko nga ahuatanga o te hanganga o nga taputapu whakaetonga korehau ka whakatau he kino te rite o te paninga ki runga i nga taputapu rahi-rahi. Hei whakapai ake i tona riterite, ko te tikanga mo te whakanui ake i te tawhiti o te puna-tatau me te huri i te tïpako ka whakamahia, engari ko te whakanui ake i te tawhiti o te puna-tïpako ka patua te tipu me te ma o te kiriata. I te wa ano, na te piki haere o te waahi korehau, ka whakahekehia te tere o te whakamahinga o nga mea kua whakaeto.
3.2 DC taputapu waipara kohu tinana
Ko te whakahekenga kohu tinana o naianei (DCPVD) e mohiotia ana ano ko te cathode sputtering, te korehau DC e rua-waahanga sputtering. Ko te mea i whäia o te korehau DC sputtering ka whakamahia hei cathode ka whakamahia te tïpako hei anode. Ko te pupuhi korehau he hanga plasma ma te katote i te mahi hau.
Ko nga matūriki kua tohua i roto i te plasma ka whakaterehia i roto i te papa hiko kia whiwhi ai i te kaha o te kaha. Ko nga matūriki he nui te kaha e pupuhi ana ki te mata o te rauemi i whäia, kia puta nga ngota i whäia ki waho; ko nga ngota karekau me tetahi puohu hiko ka neke ki te tïpako kia hanga he kiriata angiangi ki te mata o te tïpako. Ko te hau e whakamahia ana mo te pupuhi he hau onge noa, penei i te argon (Ar), no reira ka kore e poke te kiriata i hanga e te pupuhi; i tua atu, ko te radius ngota o argon he pai ake mo te sputtering.
Ko te rahi o nga matūriki pupuhi me tata ki te rahi o nga ngota whainga ka pupuhi. Mena he nui rawa, he iti rawa ranei nga matūriki, kaore e taea te hanga i te pupuhi whai hua. I tua atu i te tauwehe rahi o te ngota, ko te tauwehe papatipu o te ngota ka pa ki te kounga o te pupuhi. Mēnā he māmā rawa te puna matūriki e pupuhi ana, karekau ngā ngota whainga e pupuhi; mena he taumaha rawa nga matūriki pupuhi, ka "piko" te whainga, ka kore te whainga e pupuhi.
Ko nga mea e whakamahia ana i roto i te DCPVD me waiho he kaikawe. Ko tenei na te mea ka pupuhi nga katote argon i roto i te tukanga hau i te rauemi i whaaia, ka whakakotahi ano ratou me nga irahiko i runga i te mata o te rauemi i whaaia. A, no te te rauemi ūnga he conductor pērā i te whakarewa, nga irahiko pau e tenei recombination e ngāwari ake te whakakiia e te supply mana me te irahiko kore utu i roto i te tahi atu wahi o te rauemi ūnga i roto i te kawe hiko, kia te mata o te rauemi ūnga rite te ka noho kino te katoa, ka mau tonu te pupuhi.
Engari, ki te mea he insulator te mea i whaaia, i muri i te whakakotahitanga o nga irahiko i runga i te mata o te rauemi whaainga, kaore e taea te whakakii i nga irahiko kore utu i etahi atu waahanga o te taonga whaainga ma te kawe hiko, a ka kohia nga utu pai i runga i te te mata o te rauemi i whäia, ka piki ake te pümanawa rauemi whänui, ka ngoikore te utu kino o te rauemi i whäia kia ngaro noa, ka mutu ka mutu te pupuhi.
No reira, kia pai ai te whakamahi i nga taonga whakamarumaru mo te pupuhi, me rapu tetahi atu tikanga pupuhi. Ko te pupuhi o te reo irirangi he tikanga pupuhi e pai ana mo nga whaainga whakahaere me te kore-whakahaere.
Ko tetahi atu kino o te DCPVD ko te kaha o te ngaohiko mura me te kaha o te pupuhi irahiko i runga i te tïpako. Ko te huarahi whai hua ki te whakaoti i tenei raru ko te whakamahi i te pupuhi magnetron, no reira he tino uara te mahi a te magnetron sputtering i roto i te waahi o nga iahiko whakauru.
3.3 RF Taputapu Whakanoho Kohu Kohu Tino
Ko te tukunga kohu tinana o te reo irirangi (RFPVD) e whakamahi ana i te hiko o te reo irirangi hei puna whakahihiri, he tikanga PVD e tika ana mo nga momo mea whakarewa me nga mea whakarewa-kore.
Ko nga iarere noa o te tuku hiko RF e whakamahia ana i roto i te RFPVD ko 13.56MHz, 20MHz, me 60MHz. Ko nga huringa pai me te kino o te tuku hiko RF ka puta rereke. A, no te te ūnga PVD i roto i te huringa haurua pai, no te mea ko te mata ūnga i te pūmanawa pai, ka rere nga irahiko i roto i te huru tukanga ki te mata ūnga ki te whakakore i te utu pai putu i runga i tona mata, a tae noa ki te whakaemi irahiko, te whakararu kino i tona mata; i te wa kei roto i te haurua haurua toraro te whainga pupuhi, ka neke nga katote pai ki te whaainga, ka wehea etahi waahanga ki runga i te mata i whaaia.
Ko te mea tino nui ko te tere o te nekehanga o nga irahiko i roto i te papa hiko RF he tere ake i tera o nga katote pai, i te mea he rite tonu te wa o nga huringa pai me te haurua kino, no reira i muri i te huringa oti, ka tau te mata o te mata. Ko te "kupenga" he utu kino. Na reira, i roto i nga huringa tuatahi, ko te utu kino o te mata o te whaainga e whakaatu ana i te piki haere; muri iho, ka eke te mata o te mata ki te kaha kino; i muri mai, na te mea he kino te utu kino o te whaainga ki runga i nga irahiko, ka taurite te nui o nga utu pai me te kino e whakawhiwhia ana e te hiko o te whaainga, a ka whakaatuhia e te whaainga he utu kino pumau.
Mai i te tukanga o runga ake nei, ka kitea ko te tukanga o te hanga ngaohiko kino kaore he mea e pa ana ki nga taonga o te taonga whaainga ake, na te tikanga RFPVD e kore e taea te whakaoti i te raru o te pupuhi o nga whaainga insulating, engari he pai te hototahi. me nga whaainga whakarewa whakarewa tikanga.
3.4 Nga taputapu pupuhi a Magnetron
Ko te pupuhi aukume he tikanga PVD hei taapiri aukume ki muri o te whaainga. Ko nga aukume taapiri me te punaha hiko DC (te tuku hiko AC ranei) ka hanga he puna pupuhi magnetron. Ka whakamahia te puna pupuhi ki te hanga i tetahi mara hiko tauwhitiwhiti i roto i te ruma, hopu me te whakawhāiti i te awhe nekehanga o nga irahiko i roto i te plasma i roto i te ruma, te whakawhānui i te ara nekehanga o nga irahiko, na reira ka piki ake te kukū o te plasma, ka mutu ka nui ake. tukunga.
I tua atu, no te mea he maha atu nga irahiko e herea ana ki te taha o te mata o te whaainga, ka whakahekehia te pupuhi o te tïpako e te irahiko, ka heke te mahana o te tïpako. Ka whakatauritea ki te hangarau DCPVD papatahi, ko tetahi o nga ahuatanga tino kitea o te hangarau whakangao kohu-a-tinana a magnetron ko te iti ake o te ngaohiko tuku mura me te pumau.
Na te nui o te kukū o te plasma me te nui o te tukunga o te pupuhi, ka taea e ia te whakatutuki i te tino pai o te whakatakotoranga, te mana matotoru o te tuunga i roto i te awhe rahi nui, te mana hanganga tika me te iti o te ngaohiko mura. Na reira, ko te putunga magnetron kei roto i te tuunga rangatira i te PVD kiriata whakarewa o naianei. Ko te hoahoa o te puna aukume te mea ngawari ki te whakatakoto i tetahi roopu aukume ki te tuara o te whaainga papatahi (i waho o te punaha korehau) hei whakaputa i tetahi papa aukume whakarara ki te mata i whaaia i roto i te rohe kei runga i te mata i whaaia.
Mena ka whakanohohia he aukume tuturu, he ahua pumau tonu tana papa aukume, ka puta mai he tohatoha papa autō i runga i te mata o te mata o te ruma. Ko nga rauemi anake i roto i nga waahanga motuhake o te whaainga ka pakaru, he iti te reeti whakamahi whaainga, he ngoikore te rite o te kiriata kua whakaritea.
He tūponotanga ka whakahokia mai ano te konganuku karekau, etahi atu matūriki matūriki ranei ki runga i te mata i whäia, ka whakahiatotia ki roto ki nga matūriki ka hanga he poke. Na reira, ko te nuinga o nga punaa mahi a te magnetron sputtering e whakamahi ana i te hoahoa aukume huri hei whakapai ake i te riterite o te kiriata, te reeti whakamahi i te whaainga, me te pupuhi tonu.
He mea nui kia taurite enei mea e toru. Ki te kore e pai te whakahaere i te toenga, ka puta pea he riterite pai o te kiriata i te wa e tino whakaitihia ana te reiti o te whakamahi i te whaainga (whakapoto i te oranga o te whaainga), ka kore ranei e taea te tutuki i te maatai o te whaainga, i te pirau ranei o te whaainga, ka puta he raru matūriki i te wa e pupuhi ana. tukanga.
I roto i te hangarau magnetron PVD, he mea tika kia whai whakaaro ki te kaupapa hurihanga aukume nekehanga, te ahua o te whaainga, te punaha whakamahana whaainga me te puna pupuhi magnetron, me te whirihoranga mahi o te turanga e mau ana i te angiangi, penei i te wafer adsorption me te mana pāmahana. I roto i te tukanga PVD, ka whakahaerehia te mahana o te wafer ki te whiwhi i te hanganga karaihe e hiahiatia ana, te rahi o te witi me te takotoranga, me te pumau o te mahi.
I te mea ko te kawe wera i waenga i te tuara o te angiangi me te mata o te turanga ka hiahiatia he pehanga, i te nuinga o te waa i roto i te raupapa o te maha o Torr, a ko te pehanga mahi o te ruuma kei te nuinga o te raupapa o etahi mTorr, ko te pehanga kei te tuara. o te angiangi he nui ake i te pehanga i runga i te mata o runga o te angiangi, no reira ka hiahiatia he kuihi miihini, he kuihi hiko ranei hei whakanoho me te whakaiti i te wafer.
Ka whakawhirinaki te chuck miihini ki tona ake taumaha me te taha o te angiangi hei whakatutuki i tenei mahi. Ahakoa te pai o te hanga ngawari me te kore e aro ki nga mea o te angiangi, ka kitea te paanga o te taha o te angiangi, kaore i te pai ki te whakahaere i nga matūriki. Na reira, kua whakakapihia e te hiko hiko i roto i te mahi hanga IC.
Mo nga tukanga karekau e tino aro ki te pāmahana, ka taea hoki te whakamahi i te tikanga whakamaarama-kore, kore-te-taha (kaore he rereketanga pehanga i waenga i nga papa o runga me raro o te angiangi). I te wa o te tukanga PVD, ko te papa o te ruma me te mata o nga waahanga e pa ana ki te plasma ka waiho ka hipoki. Ka nui ake te matotoru o te kiriata kua whakatakotoria ki te rohe, ka ngatata te kiriata ka tihorea, ka raru te matūriki.
Na reira, ko te maimoatanga o te mata o nga waahanga penei i te kapi te mea matua ki te whakawhānui i tenei rohe. Ko te kirikiri kirikiri me te rehu konumohe e rua nga tikanga e whakamahia nuitia ana, ko te kaupapa ko te whakanui ake i te taratara o te mata ki te whakakaha i te hononga i waenga i te kiriata me te mata ararewa.
3.5 Taputapu Whakarerenga Kohu Kohu Tino
Na te whanaketanga tonu o te hangarau microelectronics, kei te iti haere te rahi o nga ahuatanga. I te mea kare e taea e te hangarau PVD te whakahaere i te ahunga tuunga o nga matūriki, ka iti te kaha o te PVD ki te kuhu ma roto i nga rua me nga waahana whaiti me nga waahanga teitei, na te mea ka kaha ake te whakawero i te whakamahinga o te hangarau PVD tuku iho. I roto i te tukanga PVD, i te mea ka piki ake te waahanga o te awaawa pore, ka heke iho te kapi i raro, ka hangai he hanganga eaves-rite i runga i te kokonga o runga, me te hanga i te taupoki ngoikore i te kokonga o raro.
I whakawhanakehia te hangarau whakangao kohu tinana katote hei whakaoti i tenei raru. I te tuatahi ka whakahekehia nga ngota whakarewa mai i te whaainga i roto i nga huarahi rereke, katahi ka whakatika i te ngaohiko rītaha i utaina ki runga i te angiangi ki te whakahaere i te ahunga me te kaha o nga katote whakarewa kia mau ai te rere o te katote whakarewa hei whakarite i tetahi kiriata kikokore, na reira ka pai ake. te kapi o raro o nga hikoinga o te owehenga teitei i roto i nga rua me nga waahana whaiti.
Ko te ahua angamaheni o te hangarau plasma whakarewa katote ko te taapiri o te reanga reo irirangi i roto i te ruuma. I roto i te tukanga, ka mau tonu te pehanga mahi o te ruma i te ahua teitei (5 ki te 10 nga wa o te pehanga mahi noa). I te wa o te PVD, ka whakamahia te roopu reo irirangi hei whakaputa i te rohe tuarua o te plasma, ka piki ake te kukū o te plasma argon me te pikinga o te kaha o te reo irirangi me te pehanga hau. Ka puta nga ngota whakarewa mai i te whainga ki roto i tenei rohe, ka pahekoheko ki te plasma argon kiato teitei hei hanga katote whakarewa.
Ko te tono i te puna RF ki te kawe angiangi (pēnei i te hiko hiko) ka nui ake te piro kino ki te angiangi hei kukume i nga katote pai whakarewa ki raro o te awaawa pore. Ko tenei rerenga katote whakarewa e tika ana ki te mata angiangi ka whakapai ake i te kapi o raro o nga koputaputa owehenga teitei me nga hongere whaiti.
Ko te rītaha kino e pa ana ki te angiangi ka paopao hoki nga katote ki te mata angiangi (whakamuri te pupuhi), ka ngoikore te hanga o te waha o te pore groove, ka pupuhi i te kiriata kua whakatakotoria ki raro ki nga pakitara i nga kokonga o raro o te pore. haehae, na reira ka whakarei ake i te kapi takahanga i nga kokonga.
3.6 Taputapu Whakanoho Matū Matū Te Peehanga Kohi
Ko nga taputapu whakamaarama matū matū (APCVD) e tohu ana ki tetahi taputapu e rehu ana i te puna tauhohenga hau i te tere tonu ki runga i te mata o te tïpako totoka wera i raro i te taiao me te pehanga tata ki te pehanga hau, e tauhohe matū ai te puna tauhohenga ki runga. te mata tïpako, a ka waiho te hua tauhohenga ki runga i te mata tïpako kia hanga he kiriata kikokore.
Ko nga taputapu APCVD te taputapu CVD tuatahi, kei te whakamahia tonu i roto i nga mahi ahumahi me nga rangahau rangahau. Ka taea te whakamahi i nga taputapu APCVD ki te whakarite i nga kiriata kikokore penei i te silicon karaihe kotahi, te polycrystalline silicon, te hiako hauwai, te zinc oxide, te titanium dioxide, te karaihe phosphosilicate, me te karaihe borophosphosilicate.
3.7 Taputapu Matū Whakakohu Matū Whakarerenga
Ko nga taputapu whakaheke matū matū (LPCVD) e pa ana ki nga taputapu e whakamahi ana i nga rauemi mata hau ki te tauhohe matū i runga i te mata o te tïpako totoka i raro i te taiao whakawera (350-1100°C) me te pehanga iti (10-100mTorr), me ka waiho nga tauhohenga ki runga i te mata tïpako kia hanga he kiriata angiangi. Ka whakawhanakehia nga taputapu LPCVD i runga i te kaupapa o te APCVD hei whakapai ake i te kounga o nga kiriata kikokore, te whakapai ake i te tohatoha tohatoha o nga tohu tohu penei i te matotoru kiriata me te aukati, me te whakapai ake i te pai o te whakaputa.
Ko tana ahuatanga matua ko te waahi o te waahi waiariki iti-pēhanga, ka tauhohe matū te hau mahi i runga i te mata o te tïpako angiangi, ka waiho nga hua tauhohenga ki te mata tïpako hei hanga i te kiriata angiangi. He painga nga taputapu LPCVD ki te whakarite i nga kiriata kikokore o te kounga teitei, ka taea te whakamahi ki te whakarite i nga kiriata angiangi penei i te waikura silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon carbide, gallium nitride me te graphene.
Ka whakatauritea ki te APCVD, ko te taiao tauhohenga iti-pēhanga o nga taputapu LPCVD ka whakanui ake i te tikanga kore utu me te whakarea whakawehenga o te hau i roto i te ruma tauhohenga.
Ko te hau tauhohenga me nga ngota hau kawe i roto i te ruma tauhohenga ka taea te tohatoha i roto i te wa poto, na reira ka tino pai ake te rite o te matotoru o te kiriata, te parenga parenga me te kapi takahanga o te kiriata, me te iti ano te kai o te hau tauhohenga. I tua atu, ko te taiao iti-pēhanga ka tere ake te tere o te tuku o nga matū hau. Ko nga poke me nga hua o te hohenga kua marara mai i te tïpako ka taea te tango tere ki waho o te rohe tauhohenga na roto i te paparanga rohe, ka tere haere te hau tauhohenga i roto i te paparanga rohe kia tae atu ki te mata o te tïpako mo te tauhohenga, na reira ka taea te pehi i te doping whaiaro, te whakarite. kiriata-kounga teitei me nga rohe whakawhiti teitei, me te whakapai ake i te pai o te whakaputa.
3.8 Taputapu Matū Whakarei Te Whakanuia Te Kohu Kohu
Ko te whakahekenga matū matū whakarei ake (PECVD) he t e whakamahia whānuitia anaHin hangarau whakatakotoranga kiriata. I te wa e mahi ana te plasma, ka katote te hau katoo i raro i te mahi a te plasma ki te hanga i nga roopu hohe hihiko, ka marara ki te mata o te tïpako katahi ka pa ki nga tauhohenga matū hei whakaoti i te tipu o te kiriata.
E ai ki te auau o te whakatipuranga plasma, ka taea te wehea te plasma e whakamahia ana i roto i te PECVD ki nga momo e rua: te plasma auau reo irirangi (RF plasma) me te plasma microwave (Microwave plasma). I tenei wa, ko te auau reo irirangi e whakamahia ana i roto i te umanga he 13.56MHz.
Ko te whakaurunga o te plasma auau reo irirangi i te nuinga o te waa ka wehea ki nga momo e rua: te honohono capacitive (CCP) me te hononga inductive (ICP). Ko te tikanga honohono capacitive he tikanga tauhohenga plasma tika; i te mea ko te tikanga honohono inductive he tikanga plasma tika, he tikanga plasma mamao ranei.
I roto i nga mahi whakangao semiconductor, ka whakamahia te PECVD ki te whakatipu kiriata angiangi ki runga i nga taputapu kei roto nga konganuku me etahi atu hanganga tairongo-mahana. Hei tauira, i roto i te mara o te hononga whakarewa o muri-mutunga o iahiko whakauru, mai i te puna, te kuwaha me nga hanganga awaawa o te taputapu i hangaia i roto i te waahanga o mua, ko te tipu o nga kiriata kikokore i roto i te waahi o te honohono whakarewa he kaupapa. ki nga herenga putea waiariki, no reira ka oti ma te awhina plasma. Ma te whakatikatika i nga tawhā tukanga plasma, te kiato, te hanganga matū, te ihirangi poke, te uaua miihini me nga tawhā ahotea o te kiriata angiangi i whakatipuhia e te PECVD ka taea te whakatika me te whakatika i roto i tetahi waahanga.
3.9 Taputapu Whakatakotoranga Apa ngota
Ko te whakatakotoranga paparanga ngota (ALD) he hangarau whakangao kiriata angiangi e tipu ana i ia wa i te ahua o te paparanga quasi-monoatomic. Ko tana ahuatanga ko te matotoru o te kiriata kua penapena ka taea te whakatika tika ma te whakahaere i te maha o nga huringa tipu. Kaore i rite ki te mahinga kohu matū (CVD), e rua (neke atu ranei) o mua i roto i te tukanga ALD ka huri haere i roto i te mata tïpako, ka tino wehea e te horoi o te hau onge.
E kore e uru nga kaamua e rua ka tutaki ki te wahanga hau ki te tauhohe matū, engari ka tauhohe ma te urunga matū ki runga i te mata tïpako. I roto i ia huringa ALD, ko te nui o te kaitapa i uru ki te mata tïpako e pa ana ki te kiato o nga roopu hohe i runga i te mata tïpako. Ina pau nga roopu tauhohenga i runga i te mata tïpako, ahakoa ka whakaurua te taikaha o te kaamua, karekau te urunga matū ki runga i te mata tïpako.
Kīia ai tēnei hātepe tauhohenga he tauhohenga whakawhāiti i te mata. Ma tenei tikanga mahi ka tipu te matotoru o te kiriata i ia huringa o te tukanga ALD, na te tukanga ALD nga painga o te mana matotoru tika me te pai o te hipoki kiriata.
3.10 Taputapu Epitaxy Kurupae Molecular Beam
Ko te punaha Molecular Beam Epitaxy (MBE) e pa ana ki tetahi taputapu epitaxial e whakamahi ana i te kotahi neke atu ranei o nga kurupae ngota ngota, kurupae rapoi ranei hei rehu ki runga i te mata tïpako kua wera i tetahi tere i raro i nga tikanga korehau tino teitei, ka uru, ka heke ki te mata tïpako. ki te whakatipu epitaxially i nga kiriata angiangi karaihe kotahi ki te ahunga tuaka karaihe o te rauemi tïpako. Ko te tikanga, i raro i te ahua o te whakamahana i te oumu jet me te whakangungu wera, ka hangaia e te puna kurupae he kurupae ngota, he kurupae ngota ranei, a ka tipu te kiriata i te paparanga ma te paparanga ki te taha o te ahunga tuaka karaihe o te taputapu taputapu.
Ko ona ahuatanga he iti te pāmahana tipu epitaxial, me te matotoru, te atanga, te hanganga matū me te kukū poke ka taea te whakahaere tika i te taumata ngota. Ahakoa ko te MBE i ahu mai i te whakarite o nga kiriata karaihe kotahi ultra-aniangi semiconductor, kua piki ake tana tono ki te maha o nga punaha rauemi penei i nga konganuku me nga dielectrics insulating, a ka taea te whakarite III-V, II-VI, silicon, silicon germanium (SiGe). ), graphene, waikura me nga kiriata waro.
Ko te punaha molecular beam epitaxy (MBE) te nuinga o te punaha marau teitei, he puna kurupae ngota, he taputapu whakatika me te punaha whakamahana, he punaha whakawhiti tauira, he punaha aroturuki i roto i te waahi, he punaha whakahaere, he whakamatautau. pūnaha.
Kei roto i te punaha korehau nga papu maru (paa miihini, papua ngota, papua katote, me nga papu whakamaarama, me etahi atu) me nga momo reera, ka taea te hanga i te taiao whakatipu korehau teitei. Ko te tohu korehau ka taea te whakatutuki ko te 10-8 ki te 10-11 Torr. Ko te punaha korehau te nuinga e toru nga ruuma mahi korehau, ara ko te ruuma werohanga tauira, te ruuma whakamaoritanga me te ruuma tātari mata, me te ruuma tipu.
Ka whakamahia te ruuma werohanga tauira ki te whakawhiti tauira ki te ao o waho ki te whakarite i nga tikanga korehau teitei o etahi atu ruma; ka hono te ruma o mua me te tātari mata ki te ruuma werohanga tauira me te ruuma tipu, a ko tana mahi matua ko te tukatuka i mua i te tauira (te whakaheke i te wera-nui hei whakarite i te ma katoa o te mata tïpako) me te mahi tātari mata tuatahi i runga i te tauira kua horoia; ko te ruuma tipu te waahanga matua o te punaha MBE, ko te nuinga he oumu puna me tana huihuinga marumaru e rite ana, he papatohu mana tauira, he punaha whakamatao, he whakaata irahiko hiko teitei (RHEED), me te punaha aroturuki i roto i te waahi. . Ko etahi taputapu MBE whakaputa he maha nga whirihoranga ruuma tipu. Ko te hoahoa hoahoa o te hanganga taputapu MBE e whakaatuhia ana i raro nei:
Ko te MBE o te rauemi silicon e whakamahi ana i te silicon parakore teitei hei rauemi mata, ka tipu i raro i nga tikanga korehau ultra-tiketike (10-10～10-11Torr), a ko te pāmahana tipu ko 600～900℃, me te Ga (P-momo) me te Sb ( Momo-N) hei puna doping. Ko nga puna doping e whakamahia noa ana penei i te P, As me B kare e whakamahia hei puna kurupae na te mea he uaua ki te whakaeto.
Ko te ruma tauhohenga o MBE he taiao korehau ultra-tiketike, e whakanui ana i te ara noa o nga ngota ngota me te whakaiti i te poke me te waikura i runga i te mata o te mea tipu. He pai te ahua o te mata me te riterite o te papanga epitaxial kua oti te whakarite, ka taea te hanga ki te hanganga paparanga maha me nga momo doping rereke ranei nga waahanga rauemi rereke.
Ka tutuki te hangarau MBE i te tipu haere tonu o nga paparanga epitaxial ultra-aniangi me te matotoru o te paparanga ngota kotahi, me te atanga i waenga i nga paparanga epitaxial he pari. Ka whakatairangahia te tipu o te III-V semiconductor me etahi atu waahanga maha-waahanga rereke. I tenei wa, kua noho te punaha MBE hei taputapu tukanga matatau mo te whakaputa i te reanga hou o nga taputapu ngaruiti me nga taputapu optoelectronic. Ko nga huakore o te hangarau MBE ko te tere o te tipu o te kiriata, te nui o nga whakaritenga mo te korehau, me te utu nui o nga taputapu me nga taputapu.
3.11 Pūnaha Epitaxy Wāhanga Kohu
Ko te punaha epitaxy wahanga kohu (VPE) e tohu ana ki tetahi taputapu tipu epitaxial e kawe ana i nga pūhui hau ki te tïpako ka whiwhi i te paparanga rauemi kiriata kotahi he rite tonu te whakaritenga riu ki te tïpako na roto i nga tauhohenga matū. Ka taea e te paparanga epitaxial he paparanga homoepitaxial (Si / Si) he paparanga heteroepitaxial ranei (SiGe / Si, SiC / Si, GaN / Al2O3, me etahi atu). I tenei wa, kua whakamahia te hangarau VPE i roto i nga mara o te whakarite nanomaterial, nga taputapu hiko, nga taputapu optoelectronic semiconductor, photovoltaics solar, me nga iahiko whakauru.
VPE angamaheni ngā epitaxy pēhanga kōhauhau me te whakaiti pēhanga epitaxy, ultra-tiketike mārua kohu matū waipara, whakarewa kohu matū matū waipara, me ētahi atu Ko nga take matua i roto i te hangarau VPE he hoahoa ruma tauhohenga, aratau rere hau me te ōritetanga, te ōritetanga o te pāmahana me te mana tika, te mana pehanga me te pumau, te matūriki me te mana koha, etc.
I tenei wa, ko te ahunga whanaketanga o nga punaha VPE arumoni auraki ko te uta angiangi nui, te mana whakahaere aunoa, me te aro turuki i te waa o te pāmahana me te tipu tipu. E toru nga hanganga o nga punaha VPE: poutū, whakapae me te porotakaroa. Ko nga tikanga whakamahana ko te whakamahana aukati, te whakamahana whakawera teitei me te whakamahana whakamahana infrared.
I tenei wa, ko te nuinga o nga punaha VPE e whakamahi ana i nga hanganga kōpae whakapae, kei a raatau nga ahuatanga o te riterite pai o te tipu o te kiriata epitaxial me te uta angiangi nui. Ko nga punaha VPE e wha nga waahanga: reactor, punaha whakamahana, punaha ara hau me te punaha whakahaere. Na te mea he roa te wa tipu o nga kiriata epitaxial GaAs me GaN, ka whakamahia te nuinga o te whakamahana whakawera me te whakamahana aukati. I roto i te silicon VPE, te tipu o te kiriata epitaxial matotoru te nuinga o te whakamahi i te whakamahana whakauru; Ko te tipu o te kiriata epitaxial angiangi te nuinga o te whakamahi whakamahana infrared ki te whakatutuki i te kaupapa o te piki tere / hinga o te pāmahana.
3.12 Pūnaha Epitaxy Wāhanga Wai
Ko te punaha Liquid Phase Epitaxy (LPE) e pa ana ki nga taputapu tipu epitaxial e whakakore ana i nga mea hei whakatipu (penei i te Si, Ga, As, Al, me etahi atu) me nga dopants (penei i te Zn, Te, Sn, etc.) i roto i te whakarewa me te ira whakarewa iti ake (pērā i te Ga, In, me ētahi atu), kia kukū te wairewa, whakangao ranei i roto i te whakarewa, katahi ka whakapiri atu ki te taputapu karaihe kotahi ki te wairewa, a ka whakahekehia te wairewa mai i te whakarewa ma te whakamatao haere, a ka tipuhia he paparanga o nga mea tioata me te hanganga karaihe me te kurupae rite tonu ki tera o te tïpako ka tupu ki te mata o te tïpako.
Ko te tikanga LPE na Nelson et al. i te 1963. Ka whakamahia ki te whakatipu i nga kiriata kikokore Si me nga taonga karaihe kotahi, me nga rauemi semiconductor penei i nga roopu III-IV me te mercury cadmium telluride, ka taea te whakamahi ki te hanga i nga momo optoelectronic, nga miihini miihini, nga taputapu semiconductor me nga pūtau solar. .
——————————————————————————————————————————————— ———————————-
Ka taea e Semicera te whakaratonga waahanga kauwhata, ngawari/mārō te rongo, nga waahanga carbide silicon, Ko nga waahanga carbide silicon CVD, aSiC/TaC nga waahanga kua paniame i roto i nga ra 30.
Mena kei te pirangi koe ki nga hua semiconductor o runga ake nei,kaua koe e mangere ki te whakapiri mai ki a maatau i te wa tuatahi.
Waea: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Te wa tuku: Akuhata-31-2024