1. Hoʻolauna
ʻO ke kaʻina hana o ka hoʻopili ʻana i nā mea (nā mea maka) i ka ʻili o nā mea substrate e ke ʻano kino a i ʻole nā kemika i kapa ʻia ʻo ka ulu kiʻi ʻoniʻoni.
E like me nā loina hana like ʻole, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka hoʻopaʻa ʻana i nā kiʻiʻoniʻoni ʻoniʻoni i hoʻohui ʻia i:
-Physical Vapor Deposition (PVD);
-Ke hoʻopaʻa ʻana i ka mahu (CVD);
-Hoʻonui.
2. Ke Kaʻina Hoʻoulu Kiʻiʻoniʻoni Uila
2.1 Ka waiho ʻana o ka mahu kino a me ke kaʻina sputtering
ʻO ke kaʻina hana hoʻoheheʻe kino (PVD) e pili ana i ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana kino e like me ka evaporation vacuum, sputtering, plasma coating a me ka molecular beam epitaxy e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma ka ʻili o kahi wafer.
I ka ʻoihana VLSI, ʻo ka ʻenehana PVD i hoʻohana nui ʻia he sputtering, ka mea i hoʻohana nui ʻia no nā electrodes a me nā mea hoʻohui metala o nā kaʻa hoʻohui. ʻO ka sputtering kahi kaʻina i hoʻokaʻawale ʻia ai nā kinoea laʻa [e like me argon (Ar)] i loko o nā ion (e like me Ar+) ma lalo o ka hana a ke kahua uila waho ma lalo o nā kūlana haʻahaʻa kiʻekiʻe, a hoʻopaʻa i ke kumu pahuhopu waiwai ma lalo o kahi kaiapuni kiʻekiʻe. kīkēkē ʻana i nā ʻātoma a i ʻole nā molekala o ka mea i hoʻopaʻa ʻia, a laila hōʻea i ka ʻili o ka wafer e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma hope o ke kaʻina hana lele ʻole. Loaʻa iā Ar nā waiwai kemika paʻa, a ʻaʻole e hana kemika kona mau iona me ka mea i hoʻopaʻa ʻia a me ke kiʻiʻoniʻoni. I ke komo ʻana o nā pahu kaapuni i hoʻohui ʻia i ka 0.13μm copper interconnect era, hoʻohana ka papa hana pale keleawe i ka titanium nitride (TiN) a i ʻole tantalum nitride (TaN) kiʻiʻoniʻoni. ʻO ka noi no ka ʻenehana ʻenehana ua hoʻoikaika i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana sputtering hoʻololi kemika, ʻo ia hoʻi, i loko o ke keʻena sputtering, ma waho aʻe o Ar, aia nō hoʻi he hau hau reactive (N2), no laila ua hoʻokuʻu ʻia ka Ti a Ta mai ka mea ʻimi ʻia ʻo Ti a i ʻole Ta me ka N2 e hana i ke kiʻiʻoniʻoni TiN a i ʻole TaN pono.
ʻEkolu mau hana sputtering maʻamau, ʻo ia ka DC sputtering, RF sputtering a me magnetron sputtering. Ke hoʻomau nei ka hoʻohui ʻana o nā kaapuni i hoʻohui ʻia, ke hoʻonui nei ka nui o nā ʻāpana o nā wili metala multi-layer, a ʻoi aku ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana PVD. Aia nā mea PVD me Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Ti, Ta, Co, TiN, TaN, Ni, WSi2, etc.
Hoʻopau pinepine ʻia nā kaʻina hana PVD a me ka sputtering i loko o kahi keʻena hopena i hoʻopaʻa ʻia me ka degere vacuum o 1 × 10-7 i 9 × 10-9 Torr, hiki ke hōʻoia i ka maʻemaʻe o ke kinoea i ka wā o ka hopena; i ka manawa like, koi ʻia kahi uila kiʻekiʻe o waho e hoʻokaʻawale i ke kinoea laʻa e hoʻohua i kahi voli kiʻekiʻe e hoʻopaʻa i ka pahu hopu. ʻO nā palena nui no ka loiloi ʻana i ka PVD a me nā kaʻina sputtering e pili ana i ka nui o ka lepo, a me ka waiwai kūʻē, ka like ʻole, ka mānoanoa reflectivity a me ke koʻikoʻi o ke kiʻi i hana ʻia.
2.2 Ke Kaʻina Hoʻopaʻa ʻana i ka mahu a me ka Sputtering
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o ka mahu (CVD) e pili ana i kahi ʻenehana kaʻina hana e hoʻoneʻe ai nā ʻano mea hoʻoheheʻe kino me nā ʻāpana ʻāpana like ʻole i ke kemika i kekahi mahana a me ke kaomi, a waiho ʻia nā mea paʻa i hana ʻia ma ka ʻili o ka mea substrate e loaʻa ai ka lahilahi i makemake ʻia. kiʻiʻoniʻoni. I loko o ke kaʻina hana kaʻapuni kuʻuna, ʻo nā mea kiʻiʻoniʻoni lahilahi i loaʻa i nā mea maʻamau e like me nā oxides, nitrides, carbide, a i ʻole nā mea e like me polycrystalline silicon a me amorphous silicon. ʻO ka ulu epitaxial koho, ka mea maʻamau i hoʻohana ʻia ma hope o ka node 45nm, e like me ke kumu a me ka hoʻoheheʻe SiGe a i ʻole Si selective epitaxial ulu, he ʻenehana CVD hoʻi.
Hiki i kēia ʻenehana ke hoʻomau i ka hana ʻana i nā mea aniani hoʻokahi o ke ʻano like a i ʻole like me ka lattice kumu ma kahi substrate kristal hoʻokahi o ke silicon a i ʻole nā mea ʻē aʻe ma ka lattice kumu. Hoʻohana nui ʻia ka CVD i ka ulu ʻana o nā kiʻi ʻoniʻoni dielectric insulating (e like me SiO2, Si3N4 a me SiON, etc.) a me nā kiʻiʻoniʻoni metala (e like me tungsten, etc.).
ʻO ka maʻamau, e like me ka hoʻokaʻawale ʻana, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ʻo CVD i ka atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), sub-atmosphere pressure chemical vapor deposition (SAPCVD) a me ka low pressure chemical vapor deposition (LPCVD).
E like me ka hoʻokaʻawale ʻana o ka mahana, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka CVD i ke kiʻekiʻe kiʻekiʻe / haʻahaʻa wela oxide film chemical vapor deposition (HTO/LTO CVD) a me ka wikiwiki thermal vapor deposition (Rapid Thermal CVD, RTCVD);
E like me ke kumu ho'ōla, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka CVD i ka CVD ma muli o ka silane, ka CVD i hoʻokumu ʻia i ka polyester (TEOS-based CVD) a me ka hoʻoheheʻe ʻana o ke kinikini metala metala (MOCVD);
E like me ka hoʻokaʻawale ʻana i ka ikehu, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ʻo CVD i ka deposition kemika wela (Thermal CVD), ka hoʻoheheʻe ʻana o ka mahu kemika i hoʻonui ʻia (Plasma Enhanced CVD, PECVD) a me ka wai hoʻoheheʻe kiʻekiʻe plasma kiʻekiʻe (High Density Plasma CVD, HDPCVD). I kēia mau lā, ua hoʻomohala ʻia ka hoʻoheheʻe ʻana o ka mahu (Flowable CVD, FCVD) me ka hiki ke hoʻopiha piha.
ʻO nā kiʻi ʻoniʻoni CVD-grown ʻokoʻa nā waiwai like ʻole (e like me ka haku mele, dielectric mau, tension, stress a breakdown voltage) a hiki ke hoʻohana ʻokoʻa ʻia e like me nā koi kaʻina hana like ʻole (e like me ka mahana, ka uhi ʻana i ka pae, nā koi hoʻopiha, etc.).
2.3 Kaʻina hoʻopaʻa ʻana o ka papa atomika
ʻO ka waiho ʻana o ka papa ʻātoma (ALD) e pili ana i ka waiho ʻana o nā ʻātoma papa ma ka papa ma luna o kahi mea pani ma ka ulu ʻana i hoʻokahi papa kiʻiʻoniʻoni atomika ma ka papa. Hoʻohana ʻia kahi ALD maʻamau i ke ʻano o ka hoʻokomo ʻana i nā precursors kinoea i loko o ka reactor ma kahi ʻano pulsed.
No ka laʻana, ʻo ka mua, hoʻokomo ʻia ka precursor 1 i loko o ka ʻili o ka substrate, a ma hope o ka adsorption kemika, ua hoʻokumu ʻia kahi papa atomika hoʻokahi ma ka ʻili o ka substrate; a laila, ʻo ka precursor 1 i koe ma ka ʻili o ka substrate a i loko o ke keʻena hoʻihoʻi e puhi ʻia e ka paila ea; a laila, hoʻokomo ʻia ka precursor 2 i loko o ka ʻili o ka substrate, a hana kemika me ka precursor 1 i hoʻopili ʻia ma ka ʻili o ka substrate e hoʻohua i nā mea kiʻiʻoniʻoni lahilahi e pili ana a me nā huahana pili i ka ʻili o ka substrate; ke hoʻopau loa ka precursor 1, e hoʻopau ʻokoʻa ka hopena, ʻo ia ke ʻano hoʻokaʻawale ponoʻī o ALD, a laila lawe ʻia nā mea hana a me nā huahana e hoʻomākaukau ai no ka pae aʻe o ka ulu ʻana; ma ka hana mau ʻana i ke kaʻina hana i luna, hiki ke hoʻokō ʻia ka waiho ʻana o nā mea kiʻiʻoniʻoni lahilahi i ulu ʻia ma ka papa me nā ʻātoma hoʻokahi.
ʻO ALD a me CVD nā ala e hoʻokomo ai i kahi kumu hoʻoheheʻe kinoea e hana kemika ma ka ʻili o ka substrate, akā ʻo ka ʻokoʻa, ʻaʻole i loaʻa i ke kumu hoʻoheheʻe kinoea o CVD ke ʻano o ka ulu palena ʻana. Hiki ke ʻike ʻia ʻo ke kī i ka hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana ALD ʻo ka ʻimi ʻana i nā precursors me nā waiwai hoʻopono hoʻopaʻa ponoʻī.
2.4 Kaʻina Epitaxial
ʻO ke kaʻina hana epitaxial e pili ana i ke kaʻina hana o ka ulu ʻana i kahi papa aniani hoʻokahi i kauoha ʻia ma kahi substrate. ʻO ka ʻōlelo maʻamau, ʻo ke kaʻina hana epitaxial ka ulu ʻana i kahi papa aniani me ke ʻano lattice like me ka substrate kumu ma kahi substrate kristal hoʻokahi. Hoʻohana nui ʻia ke kaʻina hana epitaxial i ka hana semiconductor, e like me ka epitaxial silicon wafers i loko o ka ʻoihana kaʻapuni i hoʻohui ʻia, kumu hoʻokomo a hoʻoheheʻe i ka ulu epitaxial o nā transistors MOS, ulu epitaxial ma nā substrates LED, etc.
Wahi a nā ʻāpana ʻokoʻa o ke kumu ulu, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā ʻano ulu epitaxial i ka epitaxy solid phase, epitaxy phase wai, a me ka epitaxy phase vapor. I ka hana kaapuni i hoʻohui ʻia, ʻo nā ʻano epitaxial maʻamau i hoʻohana ʻia he solid phase epitaxy a me vapor phase epitaxy.
Epitaxy paʻa paʻa: pili i ka ulu ʻana o kahi papa aniani hoʻokahi ma luna o kahi pani e hoʻohana ana i kahi kumu paʻa. No ka laʻana, ʻo ka annealing thermal ma hope o ka hoʻokomo ʻia ʻana o ka ion he kaʻina hana epitaxy paʻa. I ka wā o ka hoʻokomo ʻana i ka ion, ua hoʻopā ʻia nā ʻātoma silika o ka wafer silicon e nā ion i hoʻokomo ʻia i ka ikehu kiʻekiʻe, e waiho ana i ko lākou mau kūlana lattice a lilo i amorphous, e hana ana i kahi papa silikona amorphous. Ma hope o ka hoʻoheheʻe ʻana i ka wela wela, e hoʻi nā ʻātoma amorphous i ko lākou kūlana lattice a e kūpaʻa mau me ke ʻano aniani atomic i loko o ka substrate.
ʻO nā ʻano ulu o ka epitaxy vapor phase epitaxy, epitaxy molecular beam, atomic layer epitaxy, a pēlā aku. ʻO ke kumu o ka chemical vapor phase epitaxy ka mea like me ka deposition chemical vapor. He mau kaʻina hana ʻelua e waiho ai i nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma o ka hana kemika ma ka ʻili o nā wafers ma hope o ka hui ʻana o ke kinoea.
ʻO ka ʻokoʻa ʻo ia no ka ulu ʻana o ka epitaxy vapor phase epitaxy i hoʻokahi papa aniani, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o nā koi no ka ʻike haumia i loko o nā mea hana a me ka maʻemaʻe o ka ʻili wafer. Pono e hoʻokō ʻia ke kaʻina hana epitaxial silicon mua ma lalo o nā kūlana wela kiʻekiʻe (ʻoi aku ma mua o 1000°C). Me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā mea hana kaʻina hana, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana lumi hoʻololi vacuum, ua hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia ka hoʻomaʻemaʻe ʻana o ka lua o nā mea hana a me ka ʻili o ka wafer silicon, a hiki ke hoʻokō ʻia ka silicon epitaxy ma kahi haʻahaʻa haʻahaʻa (600-700 °). C). ʻO ke kaʻina hana wafer silicon epitaxial e ulu i kahi papa o ka silikon kristal hoʻokahi ma ka ʻili o ka wafer silikon.
Ke hoʻohālikelike ʻia me ka substrate silicon kumu, ʻoi aku ka maʻemaʻe o ka papa silicon epitaxial a me nā hemahema lattice liʻiliʻi, a laila e hoʻomaikaʻi ai i ka hua o ka hana semiconductor. Eia kekahi, hiki ke hoʻolālā ʻia ka mānoanoa o ka ulu ʻana a me ka doping o ka papa silicon epitaxial i ulu ma ka wafer silicon, e lawe mai i ka maʻalahi i ka hoʻolālā ʻana o ka hāmeʻa, e like me ka hōʻemi ʻana i ke kūpaʻa substrate a me ka hoʻonui ʻana i ka hoʻokaʻawale substrate. ʻO ke kaʻina hana epitaxial source-drain i hoʻopili ʻia he ʻenehana i hoʻohana nui ʻia i nā node ʻenehana loea.
E pili ana ia i ke kaʻina hana o ka epitaxially e ulu ana i ka doped germanium silicon a i ʻole ke silika ma ke kumu a me nā wahi hoʻokahe o nā transistors MOS. ʻO nā pōmaikaʻi nui o ka hoʻokomo ʻana i ke kaʻina hana epitaxial punawai i hoʻopili ʻia: ka ulu ʻana i kahi papa pseudocrystalline i loaʻa i ke koʻikoʻi ma muli o ka hoʻololi ʻana i ka lattice, hoʻomaikaʻi i ka neʻe ʻana o ke kahawai; ʻO ka doping in-situ o ke kumu a me ka hoʻoheheʻe hiki ke hōʻemi i ke kū'ē parasitic o ka hui kumu-wai a hoʻemi i nā hemahema o ka hoʻokomo ʻana i ka ikehu kiʻekiʻe.
3. mea ulu kiʻi lahilahi
3.1 Mea hoʻoheheʻe ʻia
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana he ʻano uhi e hoʻomaʻamaʻa i nā mea paʻa i loko o ke keʻena ʻūhā e hoʻoheheʻe ʻia, e hoʻoheheʻe a hoʻohaʻahaʻa paha, a laila condense a waiho ma ka ʻili o kahi mea substrate i kahi mahana.
ʻO ka maʻamau he ʻekolu mau ʻāpana, ʻo ia ka ʻōnaehana vacuum, ʻōnaehana evaporation a me ka ʻōnaehana hoʻomehana. ʻO ka ʻōnaehana hoʻoheheʻe ʻia he mau paipu a me nā ʻōpala, a ʻo kāna hana nui ʻo ia ka hāʻawi ʻana i kahi ʻenekini kūpono no ka evaporation. Aia ka ʻōnaehana hoʻoheheʻe i kahi papa evaporation, kahi mea hoʻomehana a me kahi ʻāpana ana wela.
Hoʻokomo ʻia ka mea i manaʻo ʻia e hoʻoheheʻe ʻia (e like me Ag, Al, etc.) ma ka papa evaporation; ʻo ka ʻāpana hoʻomehana a me ke ana wela he ʻōnaehana pani pani i hoʻohana ʻia no ka mālama ʻana i ka wela o ka evaporation e hōʻoia i ka hoʻoheheʻe ʻana. Aia ka ʻōnaehana hoʻomehana i kahi pae wafer a me kahi mea hoʻomehana. Hoʻohana ʻia ke kahua wafer e kau ai i ka substrate kahi e hoʻoheheʻe ʻia ai ke kiʻi ʻoniʻoni lahilahi, a hoʻohana ʻia ka mea hoʻomehana e ʻike ai i ka hoʻomehana substrate a me ke ana ʻana i ke ana wela.
He kūlana koʻikoʻi loa ka'enelaʻeleʻele i loko o ke kaʻina hana hoʻoheheʻeʻana, e pili ana i ka nui o ka evaporation a me ka maikaʻi o ke kiʻi. Inā ʻaʻole i hoʻokō ʻia ka degere ʻaʻa ʻole i nā koi, e hui pinepine nā ʻātoma a i ʻole nā molekole i ke koena o ke kinoea molekele, e hoʻoemi i ko lākou ala kaʻawale, a e hoʻopuehu nui nā ʻātoma a i ʻole nā molekala, a laila e hoʻololi i ke ala o ka neʻe ʻana a hōʻemi i ke kiʻiʻoniʻoni. pae hoʻokumu.
Eia kekahi, ma muli o ka loaʻa ʻana o nā molekele kinoea haumia, ua hoʻohaumia ʻia ke kiʻi i waiho ʻia a maikaʻi ʻole ka maikaʻi, ʻoi aku ka nui o ka piʻi ʻana o ka piʻi ʻana o ke keʻena i ka maʻamau a loaʻa ka leakage, e lele ka ea i loko o ke keʻena vacuum. , he hopena koʻikoʻi i ka maikaʻi o ke kiʻiʻoniʻoni.
ʻO nā hiʻohiʻona hoʻolālā o nā mea hoʻoheheʻe ʻana i ka vacuum e hoʻoholo i ka maikaʻi ʻole o ka like ʻole o ka uhi ʻana ma nā substrate nui. I mea e hoʻomaikaʻi ai i kona kūlike, ʻo ke ʻano o ka hoʻonui ʻana i ka mamao kumu-substrate a me ka hoʻololi ʻana i ka substrate e hoʻohana maʻamau ʻia, akā ʻo ka hoʻonui ʻana i ka mamao kumu-substrate e mōhai aku i ka ulu ulu a me ka maʻemaʻe o ke kiʻiʻoniʻoni. I ka manawa like, ma muli o ka piʻi ʻana o ka hakahaka, ua hoʻemi ʻia ka nui o ka hoʻohana ʻana i nā mea i hoʻoheheʻe ʻia.
3.2 DC nā mea hoʻoheheʻe mahu kino
Ua ʻike ʻia ʻo Direct current physical vapor deposition (DCPVD) he cathode sputtering a i ʻole vacuum DC lua-pae sputtering. Hoʻohana ʻia ka mea i manaʻo ʻia o ka vacuum DC sputtering e like me ka cathode a hoʻohana ʻia ka substrate e like me ka anode. ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka vacuum ka hana ʻana i ka plasma ma o ka hoʻokaʻawale ʻana i ke kinoea hana.
Hoʻonui ʻia nā ʻāpana i hoʻopaʻa ʻia i loko o ka plasma i ke kahua uila e loaʻa ai kahi nui o ka ikehu. ʻO nā ʻāpana me ka ikehu lawa e hoʻopaʻa i ka ʻili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia, no laila e hoʻopuʻi ʻia nā ʻātoma pahu; ʻO nā ʻātoma sputtered me kekahi ikehu kinetic e neʻe aku i ka substrate e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma ka ʻili o ka substrate. 'O ke kinoea i ho'ohana 'ia no ka sputtering, he kinoea la'a 'ole ia, e like me argon (Ar), no laila, 'a'ole e haumia ke kinoea i hana 'ia e ka sputtering; Eia kekahi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka radius atomika o argon no ka sputtering.
Pono e pili ka nui o nā ʻāpana sputtering i ka nui o nā ʻātoma i hoʻopaʻa ʻia e sputtered. Inā nui a liʻiliʻi paha nā ʻāpana, ʻaʻole hiki ke hana i ka sputtering maikaʻi. Ma waho aʻe o ka nui o ka ʻātoma, ʻo ke kumu nui o ka atom e hoʻopilikia pū i ka maikaʻi sputtering. Inā he māmā loa ke kumu o ka puʻupuʻu, ʻaʻole e sputtered nā ʻātoma i hoʻopaʻa ʻia; inā kaumaha loa nā ʻāpana sputtering, e "piʻo" ka pahu hopu a ʻaʻole e hū ʻia ka pahu hopu.
ʻO ka mea i hoʻohana ʻia ma DCPVD he mea alakaʻi. ʻO kēia ke kumu i ka wā e hoʻokuʻu ai nā argon i ke kinoea i ka mea i hoʻopaʻa ʻia, e hui hou lākou me nā electrons ma ka ʻili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia. I ka wā o ka mea i manaʻo ʻia he conductor e like me ke metala, ʻoi aku ka maʻalahi o nā electrons i hoʻopau ʻia e kēia recombination e ka lako mana a me nā electrons manuahi ma nā ʻāpana ʻē aʻe o ka mea i hoʻopaʻa ʻia ma o ka hoʻokele uila, no laila ka ʻili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia e like me Ua hoʻopiʻi maikaʻi ʻole ʻia a mālama ʻia ka sputtering.
ʻO ka mea ʻē aʻe, inā he insulator ka mea i hoʻopaʻa ʻia, ma hope o ka hui hou ʻana o nā electrons ma luna o ka ʻili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia, ʻaʻole hiki ke hoʻopiha ʻia nā electrons manuahi ma nā ʻāpana ʻē aʻe o ka mea i hoʻopaʻa ʻia e ka hoʻokele uila, a e hōʻiliʻili ʻia nā kumukūʻai maikaʻi ma ka ili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia, e piʻi aʻe ai ka mea i manaʻo ʻia, a hoʻonāwaliwali ʻia ka hoʻopiʻi maikaʻi ʻole o ka mea i hoʻopaʻa ʻia a hiki i ka nalo ʻana, a hiki i ka pau ʻana o ka sputtering.
No laila, no ka hoʻohana ʻana i nā mea insulating no ka sputtering, pono e ʻimi i kahi ʻano sputtering ʻē aʻe. ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka lekiō he ala hoʻoheheʻe i kūpono no nā pahuhopu conductive a me ka non-conductive.
ʻO kahi hemahema ʻē aʻe o DCPVD ʻo ia ke kiʻekiʻe o ka puʻupuʻu ignition a ʻoi aku ka ikaika o ka pahū electron ma ka substrate. ʻO kahi ala maikaʻi e hoʻoponopono ai i kēia pilikia, ʻo ia ka hoʻohana ʻana i ka magnetron sputtering, no laila he waiwai maoli ka magnetron sputtering i ke kahua o nā kaapuni hoʻohui.
3.3 Nā Lako Hoʻopaʻa Huhu Kino RF
Hoʻohana ka radio frequency physical vapor deposition (RFPVD) i ka mana lekiō ma ke ʻano he kumu hoʻohiwahiwa a he ʻano PVD kūpono no nā ʻano mea metala a me nā mea metala ʻole.
ʻO nā alapine maʻamau o ka lako mana RF i hoʻohana ʻia ma RFPVD ʻo 13.56MHz, 20MHz, a me 60MHz. Hōʻike ʻia nā pōʻai maikaʻi a maikaʻi ʻole o ka mana RF. I ka PVD pahu hopu i loko o ka maikaʻi hapalua pōʻaiapuni, no ka mea, i ka ili pahu hopu ma ka maikai hiki, na electrons i loko o ke kaʻina lewa e kahe aku i ka pahu hopu ili e neutralize i ka maikaʻi uku hoahu ma luna o kona ili, a hiki hoʻomau i ka hōʻiliʻili electrons. e hoʻokaʻawale i kona ʻili; i ka wā o ka sputtering pahu hopu i loko o ka pōʻai hapa maikaʻi ʻole, e neʻe nā iona maikaʻi i ka pahu hopu a hoʻokaʻawale ʻia ma ka ʻili i hoʻopaʻa ʻia.
ʻO ka mea koʻikoʻi ʻoi aku ka wikiwiki o ka neʻe ʻana o nā electrons i ke kahua uila RF ma mua o nā ion maikaʻi, ʻoiai ʻo ka manawa o ka hapa maikaʻi a me ka maikaʻi ʻole o ka hapalua like, no laila ma hope o ka pōʻai holoʻokoʻa, e ʻike ʻia ka ʻili. "ʻupena" hoʻopiʻi ʻino. No laila, i nā pōʻai mua, ʻo ka hoʻopiʻi maikaʻi ʻole o ka ʻili i manaʻo ʻia e hōʻike ana i ka piʻi ʻana; ma hope iho, hiki i ka ʻili i hoʻopaʻa ʻia i kahi hiki ʻole ke kūpaʻa; ma hope iho, no ka mea, he hopena koʻikoʻi ka hoʻopiʻi maikaʻi ʻole o ka pahu hopu i nā electrons, ʻo ka nui o nā uku maikaʻi a maikaʻi ʻole i loaʻa e ka electrode i hoʻopaʻa ʻia e hoʻohālikelike ʻia, a ke hōʻike nei ka pahu i kahi hoʻopiʻi maikaʻi ʻole.
Mai ke kaʻina hana i luna, hiki ke ʻike ʻia ʻaʻole pili ke kaʻina hana o ka hoʻokumu ʻana i ka volta maikaʻi ʻole me nā waiwai o ka mea i hoʻopaʻa ʻia ponoʻī, no laila ʻaʻole hiki i ke ʻano RFPVD ke hoʻoponopono wale i ka pilikia o ka sputtering o nā pahuhopu insulating, akā kūpono pū kekahi. me nā pahu alakaʻi metala maʻamau.
3.4 Mea hoʻoheheʻe Magnetron
ʻO ka hoʻoulu ʻana o Magnetron kahi ʻano PVD e hoʻohui i nā magnet i ke kua o ka pahuhopu. ʻO nā mea hoʻohui i hoʻohui ʻia a me ka ʻōnaehana mana DC (a i ʻole AC mana lako) e hana i kahi kumu hoʻoheheʻe magnetron. Hoʻohana ʻia ke kumu sputtering e hana i kahi kahua electromagnetic interactive i loko o ke keʻena, hopu a hoʻopaʻa i ka neʻe ʻana o ka neʻe ʻana o nā electrons i ka plasma i loko o ke keʻena, e hoʻolōʻihi i ke ala neʻe o nā electrons, a pēlā e hoʻonui ai i ka neʻe ʻana o ka plasma, a i ka hopena e loaʻa hou aʻe. waiho ʻana.
Eia kekahi, no ka nui o nā electrons i hoʻopaʻa ʻia ma kahi kokoke i ka ʻili o ka mea i hoʻopaʻa ʻia, ua hoʻemi ʻia ka pahū ʻana o ka substrate e nā electrons, a ua hoʻemi ʻia ka mahana o ka substrate. Ke hoʻohālikelike ʻia me ka ʻenehana DCPVD pālahalaha, ʻo kekahi o nā hiʻohiʻona ʻike loa o ka ʻenehana hoʻoheheʻe kino kino magnetron ʻo ia ka haʻahaʻa a ʻoi aku ka paʻa o ka uila hoʻokuʻu ʻana.
Ma muli o kona kiʻekiʻe kiʻekiʻe o ka plasma a me ka nui o ka sputtering yield, hiki iā ia ke hoʻokō i ka maikaʻi deposition maikaʻi loa, ka mana o ka mānoanoa deposition ma kahi ākea nui, ka mana haku mele a me ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa. No laila, aia ka magnetron sputtering i kahi kūlana koʻikoʻi i ka PVD kiʻi metala o kēia manawa. ʻO ka hoʻolālā kumu hoʻoheheʻe magnetron maʻalahi loa, ʻo ia ke kau ʻana i kahi pūʻulu o nā magnet ma ke kua o ka pahu hopu palahalaha (ma waho o ka ʻōnaehana vacuum) e hoʻohua ai i kahi māla magnetic e like me ka ʻili i hoʻopaʻa ʻia ma kahi wahi ma ka ʻili i kuhi ʻia.
Inā hoʻokomo ʻia kahi mākēneki paʻa, paʻa paʻa kona kahua mākēneki, e hopena ana i ka hoʻohele ʻana i ka māhele magnetic paʻa ma ka ʻili i kuhi ʻia i loko o ke keʻena. ʻO nā mea waiwai wale nō ma nā wahi kikoʻī o ka pahu hopu ka haʻahaʻa, haʻahaʻa ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka pahuhopu, a maikaʻi ʻole ke kūlike o ke kiʻi i hoʻomākaukau ʻia.
Aia kekahi mana'o e waiho hou 'ia ka metala sputtered a i 'ole kekahi mea 'ē a'e ma luna o ka 'ili i ho'opa'a 'ia, a laila e ho'ohui 'ia i loko o nā 'ele'ele a lilo i mea 'ino. No laila, hoʻohana nui nā kumu hoʻoheheʻe magnetron pāʻoihana i ka hoʻolālā magnet rotating no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka like ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni, ka nui o ka hoʻohana ʻana, a me ka sputtering pahuhopu piha.
He mea koʻikoʻi ke kaulike i kēia mau mea ʻekolu. Inā ʻaʻole mālama maikaʻi ʻia ke koena, hiki ke hopena i kahi kūlike kiʻiʻoniʻoni maikaʻi ʻoiai e hōʻemi nui ana i ka nui o ka hoʻohana ʻana (e hoʻopōkole ana i ke ola i hoʻopaʻa ʻia), a i ʻole hiki ʻole ke hoʻokō i ka sputtering pahuhopu piha a i ʻole ka corrosion pahu hopu piha, e hoʻopilikia i nā pilikia i ka wā o ka sputtering. kaʻina hana.
I loko o ka ʻenehana magnetron PVD, pono e noʻonoʻo i ke ʻano o ka neʻe ʻana o ka magnet, e like me ka wafer adsorption a me ke kumu hoʻoheheʻe magnetron. Ma ke kaʻina hana PVD, mālama ʻia ka mahana o ka wafer no ka loaʻa ʻana o ke ʻano kristal i makemake ʻia, ka nui o ka palaoa a me ka orientation, a me ke kūpaʻa o ka hana.
No ka mea, ʻo ka lawe ʻana o ka wela ma waena o ke kua o ka wafer a me ka ʻili o ke kumu e koi ai i kekahi kaomi, ma ke ʻano he nui o Torr, a ʻo ke kaomi hana o ke keʻena ma ke ʻano he mau mTorr, ʻo ke kaomi ma ke kua. ʻOi aku ka nui o ka wafer ma mua o ke kaomi ʻana ma ka ʻili o luna o ka wafer, no laila e pono ai kahi chuck mechanical a i ʻole electrostatic chuck e hoʻonoho a kaupalena i ka wafer.
Ke hilinaʻi nei ka mechanical chuck i kona kaumaha ponoʻī a me ka lihi o ka wafer e hoʻokō ai i kēia hana. ʻOiai loaʻa iā ia nā mea maikaʻi o ka hana maʻalahi a me ka insensitivity i nā mea o ka wafer, ʻike ʻia ka hopena o ka ʻaoʻao o ka wafer, ʻaʻole kūpono i ka mana koʻikoʻi o nā ʻāpana. No laila, ua hoʻololi mālie ʻia e kahi chuck electrostatic i ke kaʻina hana IC.
No nā kaʻina hana i ʻike ʻole i ka wela, hiki ke hoʻohana ʻia ke ʻano non-adsorption, non-edge contact shelving (ʻaʻohe ʻokoʻa puʻe ma waena o ka ʻaoʻao o luna a me lalo o ka wafer). I ka wā o ke kaʻina hana PVD, e waiho ʻia a uhi ʻia ka uhi o ke keʻena a me ka ʻili o nā ʻāpana e pili ana me ka plasma. Ke ʻoi aku ka mānoanoa o ke kiʻiʻoniʻoni i waiho ʻia ma mua o ka palena, e pohā a ʻili ke kiʻiʻoniʻoni, e hoʻopilikia ana i nā pilikia.
No laila, ʻo ka mālama ʻana i nā ʻāpana e like me ka lining ke kī i ka hoʻonui ʻana i kēia palena. ʻO ka sandblasting i luna a me ka hoʻoheheʻe alumini ʻelua mau ʻano hana maʻamau, ʻo ke kumu o ka hoʻonui ʻana i ka ʻili o ka ʻili e hoʻoikaika i ka pilina ma waena o ke kiʻiʻoniʻoni a me ka ʻili o ka uhi.
3.5 Ionization Nā Lako Hoʻohuhu Kino
Me ka hoʻomau mau ʻana o ka ʻenehana microelectronics, liʻiliʻi a liʻiliʻi ka nui o nā hiʻohiʻona. No ka mea ʻaʻole hiki i ka ʻenehana PVD ke hoʻomalu i ka kuhikuhi deposition o nā ʻāpana, hiki i ka hiki o PVD ke komo i loko o nā lua a me nā ala haiki me nā ʻano hiʻohiʻona kiʻekiʻe i kaupalena ʻia, e hoʻonui i ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana PVD kuʻuna. Ma ke kaʻina hana PVD, e like me ka piʻi ʻana o ka lākiō o ka pore groove, e emi ana ka uhi ma lalo, e hana ana i kahi eaves-like overhanging hale ma ke kihi o luna, a hana i ka uhi nāwaliwali loa ma ke kihi lalo.
Ua hoʻomohala ʻia ka ʻenehana deposition mahu kino ionized e hoʻoponopono i kēia pilikia. ʻO ia ka plasmatizes mua i nā ʻātoma metala sputtered mai ka pahu hopu ma nā ʻano like ʻole, a laila hoʻoponopono i ka volta bias i hoʻouka ʻia ma ka wafer e hoʻomalu i ka kuhikuhi a me ka ikehu o nā ion metala e loaʻa ai kahi kahe ion metala paʻa e hoʻomākaukau ai i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi, a laila e hoʻomaikaʻi ai. ka uhi ʻana o ka lalo o nā ʻanuʻu o ka lākiō hiʻohiʻona kiʻekiʻe ma o nā lua a me nā ala haiki.
ʻO ka hiʻohiʻona maʻamau o ka ʻenehana plasma ionized me ka hoʻohui ʻana o kahi coil radio frequency i loko o ke keʻena. I ka wā o ke kaʻina hana, mālama ʻia ke kaomi hana o ke keʻena ma kahi kūlana kiʻekiʻe (5 a 10 mau manawa o ke kaomi hana maʻamau). I ka wā PVD, hoʻohana ʻia ka coil radio frequency e hana i ka lua o ka ʻāina plasma, kahi e hoʻonui ai ka plasma argon plasma me ka piʻi ʻana o ka mana radio frequency a me ke kaomi kinoea. I ka wā e hū ai nā ʻātoma metala mai ka pahu hopu i kēia māhele, pili lākou me ka plasma argon kiʻekiʻe kiʻekiʻe e hana i nā ion metala.
Ke noi ʻana i kahi kumu RF ma ka mea lawe wafer (e like me ka electrostatic chuck) hiki ke hoʻonui i ka manaʻo maikaʻi ʻole i ka wafer e huki ai i nā ion maikaʻi metala i lalo o ka pore groove. Hoʻomaikaʻi kēia kahe ion metala pololei i ka ʻili wafer i ka uhi ʻana i lalo o nā pores hiʻona kiʻekiʻe a me nā ala haiki.
ʻO ka hoʻohālikelike maikaʻi ʻole i hoʻopili ʻia i ka wafer e hoʻoulu ai i nā ion i ka ʻili o ka wafer (reverse sputtering), e hoʻonāwaliwali i ke ʻano o ka pore groove waha a sputters ke kiʻiʻoniʻoni i waiho ʻia ma lalo ma nā ʻaoʻao ʻaoʻao ma nā kihi o lalo o ka pore. groove, ma laila e hoʻonui ai i ka uhi ʻanuʻu ma nā kihi.
3.6 Nā Lako Hoʻopaʻa ʻana i ka ʻEwa Kemimi
ʻO nā mea hana hoʻoheheʻe kemika (APCVD) e hoʻoheheʻe i kahi kumu hoʻoheheʻe kinoea ma ka wikiwiki mau ma luna o ka ʻili o kahi substrate paʻa wela ma lalo o kahi kaiapuni me kahi kaomi kokoke i ke kaomi o ka lewa, e hoʻoneʻe ke kumu hopena i ke kemika. ka ʻili o ka substrate, a waiho ʻia ka huahana hopena ma ka ʻili o ka substrate e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi.
ʻO nā lako APCVD ka mea mua loa o ka CVD a hoʻohana nui ʻia i ka hana ʻenehana a me ka noiʻi ʻepekema. Hiki ke hoʻohana ʻia nā mea hana APCVD no ka hoʻomākaukau ʻana i nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi e like me ka silika aniani hoʻokahi, ka silika polycrystalline, ka silicon dioxide, zinc oxide, titanium dioxide, ke aniani phosphosilicate, a me ke aniani borophosphosilicate.
3.7 Na Lako Hoopae Kemika Haahaa
ʻO nā mea hana hoʻoheheʻe kemika haʻahaʻa haʻahaʻa (LPCVD) e pili ana i nā mea hana e hoʻohana ana i nā mea kinoea e hana kemika ma ka ʻili o kahi substrate paʻa ma lalo o kahi kaiapuni mehana (350-1100°C) a me ke kaomi haʻahaʻa (10-100mTorr), a waiho ʻia nā reactants ma ka ʻili o ka substrate e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi. Hoʻokumu ʻia nā mea hana LPCVD ma ke kumu o APCVD e hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi, hoʻomaikaʻi i ka hoʻohele like ʻana o nā ʻāpana hiʻohiʻona e like me ka mānoanoa kiʻiʻoniʻoni a me ka resistivity, a hoʻomaikaʻi i ka hana pono.
ʻO kāna hiʻohiʻona nui i loko o kahi kaiapuni wela haʻahaʻa haʻahaʻa, hoʻololi ke kinoea kaʻina hana ma luna o ka ʻili o ka wafer substrate, a waiho ʻia nā huahana hopena ma luna o ka substrate e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni lahilahi. Loaʻa nā mea pono o ka LPCVD i ka hoʻomākaukau ʻana i nā kiʻi ʻoniʻoni lahilahi kiʻekiʻe a hiki ke hoʻohana ʻia e hoʻomākaukau i nā kiʻi ʻoniʻoni lahilahi e like me ka silicon oxide, silicon nitride, polysilicon, silicon carbide, gallium nitride a me graphene.
Hoʻohālikelike ʻia me APCVD, hoʻonui ka ʻenekia haʻahaʻa haʻahaʻa o nā mea hana LPCVD i ke ala manuahi a me ka diffusion coefficient o ke kinoea i loko o ke keʻena pane.
Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ke kinoea hoʻihoʻi a me ka lawe ʻana i nā molekele i loko o ke keʻena hopena i ka manawa pōkole, pēlā e hoʻomaikaʻi nui ai i ka uniformity o ka mānoanoa kiʻiʻoniʻoni, resistivity uniformity a me ka uhi ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni, a ʻo ka hoʻohana ʻana i ke kinoea hoʻololi he liʻiliʻi. Eia kekahi, ʻoi aku ka wikiwiki o ka haʻahaʻa haʻahaʻa i ka wikiwiki o ka lawe ʻana i nā mea kinoea. Hiki ke lawe koke ʻia nā mea haumia a me nā huahana i hoʻokaʻawale ʻia mai ka substrate mai ka ʻāpana hopena ma o ka papa palena, a hele koke ke kinoea hopena i ka papa palena a hiki i ka ʻili o ka substrate no ka pane ʻana, pēlā e hoʻopau pono ai i ka doping ponoʻī, hoʻomākaukau. nā kiʻiʻoniʻoni kiʻekiʻe me nā ʻāpana hoʻololi kiʻekiʻe, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana pono.
3.8 Nā Lako Hoʻomoe Kemimi Hoʻonui i ka Plasma
Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) he mea hoʻohana nui ia tʻenehana hoʻomoe kiʻiʻoniʻoni. I ka wā o ke kaʻina hana plasma, ua hoʻokaʻawale ʻia ke kinoea precursor ma lalo o ka hana o ka plasma e hana i nā pūʻulu ikaika, e pālahalaha ana i ka ʻili o ka substrate a laila e hana i nā hopena kemika e hoʻopau i ka ulu ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni.
E like me ke alapine o ka hana plasma, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka plasma i hoʻohana ʻia ma PECVD i ʻelua ʻano: radio frequency plasma (RF plasma) a me ka microwave plasma (Microwave plasma). I kēia manawa, ʻo 13.56MHz ka lekiō i hoʻohana ʻia i ka ʻoihana.
Hoʻokaʻawale ʻia ka hoʻokomo ʻana o ka plasma frequency radio i ʻelua ʻano: capacitive coupling (CCP) a me inductive coupling (ICP). ʻO ke ʻano hoʻohui capacitive ka mea maʻamau i ke ʻano hana pane plasma pololei; ʻoiai ʻo ke ʻano hoʻohui inductive hiki ke hana i kahi ala plasma pololei a i ʻole kahi ala plasma mamao.
Ma nā kaʻina hana semiconductor, hoʻohana pinepine ʻia ʻo PECVD e ulu i nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma luna o nā substrate i loaʻa nā metala a i ʻole nā hana ʻē aʻe e pili ana i ka wela. No ka laʻana, ma ke kahua o ka back-end metal interconnection o integrated circuits, no ka mea, ua hoʻokumu ʻia ke kumu, ka ʻīpuka a me nā hale hoʻoheheʻe o ka hāmeʻa i ke kaʻina hana mua, ʻo ka ulu ʻana o nā kiʻi ʻoniʻoni ʻoniʻoni ma ke kahua o ka pilina metala ke kumuhana. i nā palena pili kālā wela, no laila e hoʻopau pinepine ʻia me ke kōkua plasma. Ma ka hoʻoponopono ʻana i nā ʻāpana kaʻina hana plasma, hiki ke hoʻoponopono a hoʻoponopono ʻia ka nui, ka hoʻohui ʻana i nā mea haumia, ka paʻakikī mechanical a me nā ʻāpana koʻikoʻi o ka kiʻiʻoniʻoni lahilahi i ulu ʻia e PECVD i loko o kahi ākea.
3.9 Lako Hoopae Atomika
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o ka papa ʻātoma (ALD) kahi ʻenehana hoʻoheheʻe kiʻiʻoniʻoni lahilahi e ulu ana i kēlā me kēia manawa ma ke ʻano o kahi papa quasi-monoatomic. ʻO kāna hiʻohiʻona ʻo ia ka hiki ke hoʻoponopono pololei ʻia ka mānoanoa o ka kiʻiʻoniʻoni i waiho ʻia ma ka kāohi ʻana i ka helu o nā pōʻai ulu. ʻAʻole e like me ke kaʻina hana hoʻoheheʻe mahu (CVD), ʻelua (a ʻoi aku paha) nā mea mua i ke kaʻina ALD e hele ʻē aʻe i ka ʻili substrate a hoʻokaʻawale maikaʻi ʻia e ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ke kinoea laha.
ʻAʻole e hui a hui nā precursors ʻelua i ka māhele kinoea e hana kemika, akā e hana wale ma o ka adsorption kemika ma ka ʻili substrate. I kēlā me kēia pōʻai ALD, pili ka nui o ka precursor i hoʻopili ʻia ma ka ʻili o ka substrate me ka paʻa o nā pūʻulu hana ma ka ʻili substrate. I ka pau ʻana o nā pūʻulu reactive ma ka ʻili o ka substrate, ʻoiai inā i hoʻokomo ʻia ka ʻoi aku o ka precursor, ʻaʻole e hiki mai ka adsorption kemika ma ka ʻili substrate.
Kapa ʻia kēia kaʻina hana ʻana he ʻano hoʻohāiki pili i ka ʻili. ʻO kēia kaʻina hana e hoʻonui ai i ka mānoanoa o ke kiʻiʻoniʻoni i kēlā me kēia pōʻai o ke kaʻina hana ALD, no laila, loaʻa i ke kaʻina ALD nā mea maikaʻi o ka mana mānoanoa pololei a me ka uhi ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni maikaʻi.
3.10 Mea Hana Epitaxy Molecular Beam
ʻO ka ʻōnaehana Molecular Beam Epitaxy (MBE) e pili ana i kahi mea epitaxial e hoʻohana ana i hoʻokahi a ʻoi aʻe paha ka wela o ka ikehu atomic a i ʻole nā molecular beams e pīpī ma luna o ka ʻili o ka substrate wela i kekahi wikiwiki ma lalo o nā kūlana ʻūhā kiʻekiʻe kiʻekiʻe, a adsorb a neʻe i ka ʻili substrate. e hoʻoulu epitaxially i nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi aniani ma ka ʻaoʻao axis crystal o ka mea pani. ʻO ka mea maʻamau, ma lalo o ke ʻano o ka hoʻomehana ʻia e ka umu jet me kahi pale wela, hoʻokumu ke kumu lāʻau i kahi kaola atomika a i ʻole ka lāʻau molekala, a ulu ka kiʻiʻoniʻoni i kēlā me kēia papa ma ka ʻaoʻao axis crystal o ka mea substrate.
ʻO kona mau hiʻohiʻona he haʻahaʻa haʻahaʻa epitaxial ulu, a hiki ke hoʻomalu pono ʻia ka mānoanoa, ke kikowaena, ka haku mele a me ka ʻike haumia ma ka pae atomika. ʻOiai ʻo MBE i hoʻomaka ʻia mai ka hoʻomākaukau ʻana i nā kiʻi ʻoniʻoni ʻoniʻoni ultra-thin single semiconductor, ua hoʻonui ʻia kāna noi i nā ʻano ʻōnaehana like ʻole e like me nā metala a me nā dielectrics insulating, a hiki ke hoʻomākaukau iā III-V, II-VI, silicon, silicon germanium (SiGe). ), graphene, oxides a me nā kiʻiʻoniʻoni organik.
ʻO ka ʻōnaehana molecular beam epitaxy (MBE) ka mea nui i kahi ʻōnaehana ʻūhā kiʻekiʻe kiʻekiʻe, kahi kumu molecular beam, kahi substrate hoʻoponopono a me ka ʻōnaehana hoʻomehana, kahi ʻōnaehana hoʻololi hoʻohālike, kahi ʻōnaehana nānā in-situ, ʻōnaehana mana, a me kahi hoʻāʻo. ʻōnaehana.
Aia i loko o ka ʻōnaehana hoʻoheheʻe ʻia nā ʻōpala (nā pamu mīkini, nā molecular pumps, ion pumps, a me nā condensation pumps, etc.) a me nā ʻano valve like ʻole, hiki ke hana i kahi ʻano ulu ulu nui loa. ʻO ka degere vacuum hiki ke loaʻa maʻamau ʻo 10-8 a 10-11 Torr. ʻO ka ʻōnaehana hoʻoheheʻe he ʻekolu mau keʻena hana, ʻo ia hoʻi ke keʻena hoʻoheheʻe hāpana, ke keʻena pretreatment a me ka nānā ʻana i ka ʻili, a me ke keʻena ulu.
Hoʻohana ʻia ke keʻena injection hāpana no ka hoʻoili ʻana i nā laʻana i waho o ka honua e hōʻoia i nā kūlana vacuum kiʻekiʻe o nā keʻena ʻē aʻe; ʻO ka keʻena hoʻomaʻamaʻa mua a me ka nānā ʻana o ka ʻili e hoʻopili i ka keʻena injection sample a me ke keʻena ulu, a ʻo kāna hana nui ʻo ka hoʻomaʻamaʻa mua i ka hāpana (degassing wela kiʻekiʻe e hōʻoia i ka maʻemaʻe piha o ka ʻili substrate) a e hana i ka nānā mua ʻana i ka ʻili. laʻana hoʻomaʻemaʻe; ʻO ke keʻena ulu ka ʻāpana nui o ka ʻōnaehana MBE, ka mea nui i haku ʻia me kahi umu kumu a me kāna hui pani pani e pili ana, kahi hōʻailona hoʻokele console, kahi ʻōnaehana hoʻoluʻu, kahi noʻonoʻo kiʻekiʻe ikehu electron diffraction (RHEED), a me kahi ʻōnaehana nānā in-situ. . ʻO kekahi mau mea hana MBE he nui nā hoʻonohonoho lumi ulu. Hōʻike ʻia ke kiʻikuhi schematic o ka ʻōnaehana lako MBE ma lalo nei:
Hoʻohana ʻo MBE o nā mea silika i ka silika maʻemaʻe kiʻekiʻe e like me ka mea maka, e ulu ana ma lalo o nā kūlana kiʻekiʻe kiʻekiʻe (10-10 ~ 10-11Torr), a ʻo ka ulu ʻana o ka mahana he 600 ~ 900 ℃, me Ga (P-type) a me Sb ( N-type) ma ke ʻano he kumu doping. ʻAʻole hoʻohana ʻia nā kumu doping maʻamau e like me P, As a me B ma ke ʻano he kumu kukuna no ka mea paʻakikī ke ea.
ʻO ke keʻena pane o MBE he wahi ʻūhā ultra-kiʻekiʻe, kahi e hoʻonui ai i ke ala manuahi ʻole o nā molekala a hoʻemi i ka contamination a me ka oxidation ma ka ʻili o ka mea ulu. ʻO ka mea epitaxial i hoʻomākaukau ʻia he morphology ili maikaʻi a me ka like ʻole, a hiki ke hana ʻia i kahi ʻano multilayer me nā doping ʻokoʻa a i ʻole nā mea ʻokoʻa.
Loaʻa ka ʻenehana MBE i ka ulu mau ʻana o nā papa epitaxial ultra-thin me ka mānoanoa o kahi papa atomic hoʻokahi, a ʻo ke kikowaena ma waena o nā papa epitaxial he kiʻekiʻe. Hoʻoikaika ia i ka ulu ʻana o III-V semiconductors a me nā mea heterogeneous multi-component. I kēia manawa, ua lilo ka ʻōnaehana MBE i mea hana kiʻekiʻe no ka hana ʻana i kahi hanauna hou o nā mīkini microwave a me nā mea optoelectronic. ʻO nā hemahema o ka ʻenehana MBE he lohi ka ulu ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni, koi kiʻekiʻe kiʻekiʻe, a me nā koina hoʻohana kiʻekiʻe.
3.11 Pūnaehana Epitaxy Phase Vapor
ʻO ka ʻōnaehana vapor phase epitaxy (VPE) e pili ana i kahi mea ulu epitaxial e lawe ana i nā pūhui kinoea i kahi substrate a loaʻa i kahi papa mea aniani hoʻokahi me ka hoʻonohonoho lattice like me ka substrate ma o nā hopena kemika. ʻO ka papa epitaxial hiki ke lilo i kahi papa homoepitaxial (Si / Si) a i ʻole he heteroepitaxial layer (SiGe / Si, SiC / Si, GaN / Al2O3, etc.). I kēia manawa, ua hoʻohana nui ʻia ka ʻenehana VPE i nā kahua o ka hoʻomākaukau ʻana i nā nanomaterial, nā mana mana, nā mea semiconductor optoelectronic, photovoltaics solar, a me nā kaapuni hoʻohui.
ʻO ka VPE maʻamau e pili ana i ka epitaxy puʻe lewa a me ka epitaxy hoʻemi haʻahaʻa, ultra-high vacuum chemical vapor deposition, metal organic chemical vapor deposition, etc. ka mana kaomi a me ke kūpaʻa, ka ʻāpana a me ka mana kīnā, etc.
I kēia manawa, ʻo ka hoʻomohala ʻana o nā ʻōnaehana VPE pāʻoihana nui ka hoʻouka ʻana i ka wafer nui, ka mana piha piha, a me ka nānā ʻana i ka manawa maoli o ka mahana a me ke kaʻina ulu. Loaʻa i nā ʻōnaehana VPE ʻekolu mau hale: kūpaʻa, ākea a me ka cylindrical. ʻO nā ʻano hana hoʻomehana e pili ana i ka hoʻomehana kūʻē, ka hoʻomehana induction kiʻekiʻe a me ka hoʻomehana radiation infrared.
I kēia manawa, hoʻohana nui nā ʻōnaehana VPE i nā hoʻolālā disc horizontal, nona nā hiʻohiʻona o ka kūlike maikaʻi o ka ulu ʻana o ke kiʻi epitaxial a me ka hoʻouka wafer nui. ʻO nā ʻōnaehana VPE maʻamau he ʻehā mau ʻāpana: reactor, ʻōnaehana hoʻomehana, ʻōnaehana ala gas a me ka ʻōnaehana hoʻokele. Ma muli o ka lōʻihi o ka ulu ʻana o nā kiʻi ʻoniʻoni epitaxial GaAs a me GaN, hoʻohana nui ʻia ka hoʻomehana induction a me ka hoʻomehana ʻana. I loko o ka silicon VPE, hoʻohana nui ka ulu ʻana o ka kiʻiʻoniʻoni epitaxial mānoanoa i ka hoʻomehana induction; ʻO ka ulu kiʻiʻoniʻoni epitaxial lahilahi e hoʻohana nui i ka hoʻomehana infrared e hoʻokō i ke kumu o ka piʻi wikiwiki / hāʻule ʻana o ka mahana.
3.12 Pūnaehana Epitaxy Phase Liquid
ʻO ka ʻōnaehana Liquid Phase Epitaxy (LPE) e pili ana i nā mea ulu epitaxial e hoʻoheheʻe i nā mea e ulu ai (e like me Si, Ga, As, Al, etc.) a me nā dopants (e like me Zn, Te, Sn, etc.) i kahi metala me kahi helu heheʻe haʻahaʻa (e like me Ga, In, etc.), i hoʻopiha ʻia ka solute a i ʻole supersaturated i loko o ka solvent, a laila hoʻopili ʻia ka substrate kristal hoʻokahi me ka ka hoʻonā, a ua hoʻoheheʻe ʻia ka solute mai ka mea hoʻoheheʻe ma ka hoʻoluʻu mālie ʻana, a ua ulu ʻia kahi papa o ka mea aniani me kahi ʻano aniani a me ka lattice mau e like me ka substrate i ulu ma ka ʻili o ka substrate.
Ua noi ʻia ke ʻano LPE e Nelson et al. i ka makahiki 1963. Hoʻohana ʻia ia e ulu i nā kiʻi ʻoniʻoni Si lahilahi a me nā mea aniani hoʻokahi, a me nā mea semiconductor e like me III-IV pūʻulu a me mercury cadmium telluride, a hiki ke hoʻohana ʻia e hana i nā ʻano optoelectronic like ʻole, nā mea microwave, nā mea semiconductor a me nā pūnaewele lā. .
——————————————————————————————————————————————— ———————————-
Hiki iā Semicera ke hāʻawiʻāpana graphite, palupalu/oolea manao, ʻāpana kalapona silika, ʻO nā ʻāpana carbide silika CVD, aʻāpana i uhi ʻia ʻo SiC/TaCme i loko o 30 lā.
Inā makemake ʻoe i nā huahana semiconductor i luna,mai hoʻokaʻulua e hoʻokaʻaʻike mai iā mākou i ka manawa mua.
Kelepona: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-31-2024