V jednom článku sa dozviete viac o technológii tenkého prípravy filmu

Učiť saAzáchvatThinFilmPnápravuTechnologia vOnekódaAricticle

Epitaxický rast tenkého filmu je kľúčová metóda prípravy materiálu, ktorá sa široko používa v polovodičových zariadeniach, optoelektronike a nanotechnológii.

Tento proces zahŕňa depozíciu atómov alebo molekúl materiálovej vrstvy podľa vrstvy na povrchu substrátu za vzniku filmu so špecifickými vlastnosťami a štruktúrou, takže jeho rastový proces priamo ovplyvňuje štruktúru filmu a jeho konečné vlastnosti.

V porovnaní s hromadnými materiálmi majú tenké filmy charakteristiky ľahkej prípravy, ľahkej úpravy a nízkych nákladov. Súčasne sú založené na založených zariadeniach a veľkosti založené na filme Thin - a sú ľahšie integrovať s CMOS a Micro--}}}}}} mechanickými systémami (MEMS) na dosiahnutie vysokej integrácie.

V súčasnosti technológia na prípravu tenkých filmov zahŕňa hlavne vykladanie rozprašovania, vákuové odparovanie, epitaxiu molekulárneho lúča (MBE), depozíciu chemického kúpeľa (CBD) a ďalšie metódy.

0020-33806 Horná komora DPS + Poly

Metóda odparovania vákuu

Vákuové odparovanie je metóda zahrievania surovín (známych tiež ako ciele) v nádobe na výparník vo vákuovej komore, sublimuje ich atómy alebo molekuly za vzniku prúdu pary, ich prepravuje na povrch tuhého substrátu s nižšou teplotou a potom re {{0} kondenzuje a vkladá ich do tenkého filmu. Zariadenie na odparenie vákuu zahŕňa hlavne vákuovú komoru, zdroj odparovania alebo vyriešenie odparovania, substrát, ohrievač substrátu a teplomer. Zvyčajne musí byť bod topenia materiálu uložený tepelným odparovaním pod 1500 stupňov a rýchlosť odparovania je upravená množstvom vykurovacieho prúdu počas procesu depozície. Aby sa zabezpečila rovnomernosť kompozície a hrúbky odparovaného filmu a opakovateľnosť procesu odparovania, je tiež potrebné vybaviť rotačnú tabuľku substrátu a systém monitorovania hrúbky hrúbky kremenného filmu. Vákuový odparovací povlak pozostáva z troch hlavných procesov, ako je znázornené na obrázku:

Ako príklad, ktorý sa berie ako príklad, je fázový cieľ s pevnou látkou - transformovaný do parnej fázy pri vysokej teplote.

Potom sa odparované atómy alebo molekuly transportujú medzi zdrojom odparovania a substrátom a počet kolízií medzi plynnými {{}} fázovými časticami a zvyškovými molekulami plynu vo vákuovej komore počas letu je priamo ovplyvnený vákuovým stupňom vákua a vzdialenosti medzi formou vákua, ktorá sa týka formovania vo váku. pary - fázových častíc na povrchu substrátu, ktorý zahŕňa kľúčové kroky, ako je para - kondenzácia materiálu, tvorba nukleačného centra, rast nukleacie a nakoniec tvorba kontinuálneho filmu.

Pretože teplota substrátu je výrazne nižšia ako cieľová teplota, častice s pevnou fázou - prechádzajú priamym plynným priechodom na povrchu substrátu. Je dôležité zdôrazniť, že všetky vyššie uvedené kroky procesu musia byť dokončené vo vysokom vákuovom prostredí. Ak je vákuum nedostatočné, odparené častice sa budú často zrážať s molekulami zvyškových plynov, čo povedie nielen k kontaminácii filmovej vrstvy nečistkami, ktoré sa budú formovať oxidmi, ale môže byť tiež ťažké tiež tvoriť rovnomernú a hustú štruktúru filmu v dôsledku rozptylového účinku molekúl plynu v dôsledku rozptylového účinku plynových molekúl, navyše môže byť tiež oxidovaný a vylúčený pri vysokej miere. Vákuové odparovanie sa používa na výrobu tenkých filmov už desaťročia a je veľmi univerzálne.

V posledných rokoch, s cieľom inhibovať alebo zabrániť chemickej reakcii medzi filmovými surovinami a nádobami pri vysokých teplotách, bolo urobených veľa vylepšení na krížové blosti a metódy zahrievania, ako napríklad: Použitie tepelného tepla vysokého topenia - Bórovo odolného keramika bóru; Použitím elektrónového lúča alebo lasera ako zdroja zahrievania sa malá plocha povrchu suroviny zahrieva tak, aby oblasť okamžite dosiahla vysokú teplotu.

V reakcii na zvyšujúce sa požiadavky na výkonnosť funkčného filmu sa na výrobu kompozitných filmov s zložitými skladbami alebo multi {- vrstvovými filmami používajú viac - source co -.

Vedci okrem toho vyvinuli metódu odparovania reakcií pre zložené filmy, ktoré sú počas odparovania náchylné na segregáciu komponentov.

Metóda odparovania vákua má výhody nízkych nákladov, jednoduchého vybavenia a ľahkej prevádzky a rastový mechanizmus filmu uloženého touto metódou je jednoduchý, čistota filmu je vysoká, hrúbka filmu je presná a ovládateľná a čistá grafika je možné získať pomocou dosky masky. Hlavnou nevýhodou tejto metódy je to, že kinetická energia plynu - fázové atómy produkované tepelným odparovaním je nižšia ako pri depozícii rozprašovania a väzba medzi substrátom a substrátom po re {- tuhosť, ktoré sa môže zlepšiť zahrievaním substrátu.

Metóda vykladania

Technológia rozprašovania je dôležitou odvetvou technológie fyzikálneho depozície pár (PVD). Funguje to pomocou vysokofrekvenčnej energie alebo laserových lúčov na aktiváciu zriedkavých plynov (AR, O2, N2 atď.) Vo vákuovej komore za vzniku vysokej - energetickej plazmy. Ióny v týchto plazmách urýchľujú bombardovanie cieľového povrchu pod pôsobením elektrického poľa a cieľové atómy získavajú dostatočnú energiu na odtrhnutie od mriežkového otroctva prostredníctvom prenosu kinetickej energie a potom migrujú v plynnej forme a ukladajú na povrchu substrátu za vzniku tenkého filmu.

Technológia rozprašovania, ktorá sa v súčasnosti používa hlavne, zahŕňa predovšetkým rozprašovanie diód, rozprašovanie tripulov, reaktívne rozprašovanie a odpruženie magnetrónu, medzi ktorými je magnetrónový rozprašovanie najpoužívanejšou a najviac industrializovanou technológiou depozície tenkého filmu a jeho zariadenia a princíp sú znázornené na obrázku.

Táto technológia vytvára uzavreté magnetické pole vo vákuovej komore a jeho smer rovnobežný s cieľovým povrchom môže obmedziť plazmu a sekundárne elektróny na oblasť blízko cieľa, čím sa zvýši ionizačná účinnosť argónu. Tento efekt magnetického uväznenia môže súčasne zvýšiť počet vysokých {{}} energeticky nabitých častíc a ich kinetickú energiu v plazme, čím výrazne zvýši bombardovací účinok vysokej - energetických častíc na povrchu rozprašovacieho cieľa a dosiahne významné zvýšenie depozitnej rýchlosti tenkých filmov.

Kvôli vysokej rýchlosti tvorby filmu atómy nemajú dostatok času na migráciu do najnižšej energetickej polohy v kryštálovej mriežke, takže polovodičové filmy pripravené pomocou magnetrónového rozprašovania majú vo všeobecnosti vysokú hustotu defektov.

Táto technika sa však môže použiť na uloženie veľkých oblastí tenkých filmov a môže dosiahnuť presnú kontrolu hrúbky filmu prostredníctvom kremenných kryštálových oscilátorov.

Metóda ukladania chemického kúpeľa

Najskorším filmom zlúčenín oloveného soli uložených metódou CBD je PBS, ktorý sa datuje do éry druhej svetovej vojny. V šesťdesiatych rokoch minulého storočia sa táto technológia široko používa na uloženie filmov PBSE. Schematický diagram bežných zariadení a princípov reaktorov CBD je znázornený na obrázku:

Za určitých podmienok prekurzor prechádza hydrolytickou reakciou za vzniku pb 2+ a se2- v roztoku a keď sa koncentrácia týchto dvoch iónov zvýši, aby sa prekročila konštanta konštanty koncentrácie roztoku, zrážanie PBSE sa z zrážok PBSE vytvorí z roztoku za vzniku filmu PBSE.

Zdroje Pb 2+ sú zvyčajne Pb (NO3) 2 a Pb (CH3Coo) 2 a zdroje SE2-iónov sú (NH2) 2CSE a NA2SESO3.

0040-02544 horná časť tela, kov DPS

Hlavnou technológiou technológie CBD na ukladanie tenkých filmov je regulácia hydrolytickej reakcie prekurzorov a reguláciu rýchlosti depozície a kvality tvorby filmu PBSE Films reguláciou koncentrácie prekurzorov, pH, reakčnej teploty, reakčného času a iných parametrov procesu.

Proces CBD je hlavnou metódou na prípravu filmov PBSE kvôli jeho jednoduchému zariadeniu, rýchlemu tvorbe filmu, nízkymi nákladmi na procesy a ľahkej kontroly reakcie.

Okrem toho zvyčajne reaguje pri teplotách pod 100 stupňov a je vysoko kompatibilný so substrátovými materiálmi.