Дізнайтеся про технологію тонкої підготовки фільмів в одній статті

НавчитисяAпоєдинкаTхінFILMPвідшкодуванняTЕхнологія вOнеAобрізка

Епітаксіальний ріст тонкої плівки - це ключовий метод підготовки матеріалу, який широко використовується в напівпровідникових пристроях, оптоелектроніці та нанотехнології.

Цей процес передбачає осадження атомів або молекул матеріального шару на шар на поверхні субстрату для утворення плівки з конкретними властивостями та структурою, тому процес його росту безпосередньо впливає на структуру плівки та її остаточні властивості.

Порівняно з об'ємними матеріалами, тонкі плівки мають характеристики легкої підготовки, легкої модифікації та низької вартості. У той же час тонкі - плівка - пристрої на основі маси та розміру легше інтегруватись із Si - CMOS та Micro - Electro - Механічних систем (MEMS) для досягнення високої інтеграції.

В даний час, технологія підготовки тонких плівок в основному включає осадження розпилення, вакуумне випаровування, епітаксію молекулярного променя (MBE), осадження хімічної ванни (КБР) та інші методи.

0020-33806 Верхня камера DPS + Полі

Метод вакуумного випаровування

Вакуумне випаровування - це метод нагрівальної сировини (також відомі як цілі) у контейнері випарника у вакуумній камері, підсумовуючи їх атоми або молекули, утворюючи паровий потік, транспортуючи їх на поверхню суцільної підкладки з нижчою температурою, а потім повторно - конденсування та осідання їх у тонку плівку. Обладнання для випаровування вакуумного випаровування в основному включає вакуумну камеру, джерело випаровування або нагрівач випаровування, підкладку, підкладку та термометр. Зазвичай температура плавлення матеріалу, осадженого термічним випаровуванням, повинна бути нижче 1500 градусів, а швидкість випаровування регулюється кількістю нагрівального струму в процесі осадження. Для того, щоб забезпечити рівномірність композиції та товщини випареної плівки та повторюваності процесу випаровування, також необхідно додатково оснащувати обертову таблицю підкладки та систему моніторингу часткової плівки кварцової плівки. Вакуумне випаровування покриття складається з трьох основних процесів, як показано на малюнку:

Входячи з випаровування електронного променя як приклад, по -перше, фазова ціль {- перетворюється на фазу пари при високій температурі.

Потім випаровані атоми або молекули транспортуються між джерелом випаровування та субстратом, і на кількість зіткнень між газом {{}}} фазовими частинками та молекулами залишкового газу у вакуумній камері під час польоту безпосередньо впливають на ступінь вакууму між цільовою та субстраттом, що визначає середню вільну шлях доопадованого ATOMS. Пара - фазові частинки на поверхні підкладки, що включає ключові етапи, такі як пари - конденсація фазового матеріалу, утворення центру зародження, ріст зародження та, нарешті, утворення безперервної плівки.

Оскільки температура субстрату значно нижча за цільову температуру, газ - частинки твердої фази зазнає прямого газу - твердої фазової фази на поверхні підкладки. Важливо підкреслити, що всі вищезазначені кроки процесу повинні бути завершені у високому вакуумному середовищі. Якщо вакуум буде недостатнім, випарені частинки часто стикаються з молекулами залишків газу, що не лише призведе до забруднення плівкового шару дорілами для формування оксидів, але й може бути складним для формування рівномірної та щільної плівки внаслідок розсіювального ефекту молекул газу, крім того, ціль може бути окислений і спалений при високому температурі. Вакуумне випаровування використовується для виготовлення тонких плівок протягом десятиліть і є дуже універсальним.

Останніми роками, щоб гальмувати або уникнути хімічної реакції між плівковою сировиною та контейнерами при високих температурах, було зроблено багато вдосконалень для тиглів та методів нагріву, таких як: використання високої точки тепла - стійкі до бору нітриду керамічних рафінгів; Використовуючи електронний промінь або лазер як джерело нагріву, нагрівається невелика площа поверхні сировини, щоб площа миттєво досягала високої температури.

У відповідь на зростаючі вимоги до продуктивності функціональної плівки, мульти - Джерело Co - Методи випаровування та послідовного випаровування використовуються для виготовлення композиційних плівок із складними композиціями або мульти - композиційних плівок.

Крім того, дослідники розробили метод випаровування реакції для складних плівок, схильних до сегрегації компонентів під час випаровування.

Метод вакуумного випаровування має переваги низької вартості, простого обладнання та легкої експлуатації, а механізм росту плівки, осаджена цим методом, простий, чистота плівки висока, товщина плівки є точною і керованою, а чітка графіка може бути отримана за допомогою пластини маски. Основним недоліком цього методу є те, що кінетична енергія фазових атомів газу -, що утворюються при термічному випаровуванні, нижча, ніж осадження розпилення, а зв’язок між субстрату та субстрату після re - затвердіння є слабким, що може бути вдосконалене шляхом нагрівання субстратів.

Метод осадження розпилення

Технологія осадження розпилення є важливою галуззю технології фізичного осадження пари (PVD). Він працює за допомогою радіочастотної енергії або лазерних променів для активації розріджених газів (AR, O2, N2 тощо) у вакуумній камері для утворення високої - енергетичної плазми. Іони цих плазм прискорюють обстріл цільової поверхні під дією електричного поля, і атоми цілі отримують достатню енергію, щоб відірватися від решітки через перенесення кінетичної енергії, а потім мігрують у газоподібній формі та відкладення на поверхні підкладки для утворення тонкої плівки.

Технологія осадження розпилення в даний час в основному включає діодне розпилення, триполеве розпилення, реактивне розпилення та розпилення магнтронів, серед яких магнетронове розпилення є найбільш широко використовуваною та найбільш індустріалізованою технологією деш -розпилення тонкої плівки, а її обладнання та принцип показані на малюнку.

Ця технологія будує закрите магнітне поле у ​​вакуумній камері, і її напрямок паралельно цільовій поверхні може обмежити плазму та вторинні електрони до області поблизу цілі, підвищуючи ефективність іонізації аргону. Цей ефект магнітного ув'язнення може одночасно збільшити кількість високих частинок - енергії та їх кінетичної енергії в плазмі, тим самим значно посилюючи ефект бомбардування високих частинок енергії - на поверхні розпилюючої цілі та досягнення значного збільшення швидкості осадження тонких фільмів.

Через високу швидкість формування плівки, атоми не мають достатньо часу для переходу до найменшого енергетичного положення в кристалічній решітці, тому напівпровідникові плівки, приготовані з використанням магнетронового розпилення, як правило, мають високу щільність дефектів.

Однак ця методика може бути використана для нанесення великих ділянок тонких плівок і може досягти точного контролю товщини плівки через кварцові кристалічні осцилятори.

Метод осадження хімічної ванни

Найдавніша плівка свинцевих сольових сполук, що осідає методом CBD, - PBS, що починаються з епохою Другої світової війни. У шістдесяті роки минулого століття ця технологія широко використовується для депозитування фільмів PBSE. Схематична схема загальних пристроїв та принципів реактора КБР показана на малюнку:

За певних умов попередник зазнає реакції гідролізу для отримання PB 2+ та SE2- в розчині, і коли концентрація цих двох іонів збільшується для перевищення постійної концентрації розчину, опадів PBSE буде генеруватися з розчину з утворенням плівки PBSE.

Джерела PB 2+ зазвичай є PB (NO3) 2 і PB (CH3COO) 2, а джерелами SE2-іонів є (NH2) 2CSE та NA2SESO3.

0040-02544 верхня частина тіла, метал DPS

Основна технологія технології CBD для осадження тонких плівок полягає у регуляції реакції гідролізу попередників та контролю швидкості осадження та формування плівки плівки PBSE шляхом контролю концентрації попередників, рН, температури реакції, часу реакції та інших параметрів процесу.

Процес CBD - це основний метод підготовки плівок PBSE завдяки своєму простому пристрою, утворенню швидкої плівки, низькою вартістю процесу та легким контролем реакції.

Крім того, він зазвичай реагує на температуру нижче 100 градусів і дуже сумісний з матеріалами підкладки.