Uzziniet par mikroshēmu pārklājuma tehnoloģiju un testēšanas metodēm vienā rakstā

Šis process ietver materiāla slāņa atomu vai molekulu nogulsnēšanos pa slāni uz substrāta virsmas, veidojot plānu plēvi ar īpašām īpašībām un struktūru, tāpēc tā augšanas process tieši ietekmē plēves struktūru, kā arī galīgās īpašības.

Plāno plēvju epitaksiālā augšanas kinētika apraksta dažādu dinamisko izmaiņu attīstību plāno plēvju augšanas procesā, iesaistot vairākas atslēgas saites, piemēram, virsmas difūzija, adsorbcija, desorbcija un agregācija. Mijiedarbība starp šīm saitēm ietekmē filmas struktūru, morfoloģiju un īpašības.

Kad pie substrāta tiek nošauti atomi vai molekulas, tie saduras ar substrāta virsmu, izraisot vienas daļas atspoguļojumu, bet otra - paliek uz virsmas.

0200-00435 augšējais gredzens, silīcijs

Atomus un molekulas, kas paliek uz virsmas, ietekmē viņu pašu enerģija un substrāta temperatūra, kā arī virsmas difūzija un migrācija. Daži no tiem ir atdalīti no virsmas, bet citus virsma daļēji adsorbē augstā temperatūrā, veidojot kondensātus. Viss kondensācijas process ietver tādus soļus kā kodola veidošanās, salu veidošanās, apvienošanās un augšana, kuras kulminācija ir nepārtraukta plānas plēves veidošanās.

Augstas kvalitātes epitaksiālās filmas ir labo ierīču izgatavošanas pamats, un, lai realizētu augstas veiktspējas ierīču izgatavošanu, ir jāizvērtē visaptveroši materiālu, pielietojuma prasību, augšanas apstākļu un citu faktoru īpašības, izvēloties augšanas tehnoloģijas, lai sasniegtu precīzu filmu kontroli un augstas kvalitātes pieaugumu.

Šeit ir dažas izplatītas plānas plēves epitaksijas metodes:

0200-00417 Ievietojiet gredzenu, silīciju 150 mm, plakans.

Magnetrona stuterēšanas tehnoloģija

Magnetrona izspiešana ir fiziskas nogulsnēšanas metode. Šāda veida aprīkojumam ir samērā vienkārša struktūra, to ir viegli kontrolēt plānu plēvju augšana, pielāgojot parametrus, un tas ir piemērots nedaudz lielāku plēves materiālu sagatavošanai, un šī tehnoloģija tiek plaši izmantota rūpniecībā un laboratorijās.

Shematiskā diagramma ir parādīta zemāk, galvenokārt ar elektronu paātrinājumu ar elektriskā lauka darbību, triecot AR atomu un jonizējot AR atomu AR+ un elektronos.

Kad ātrgaitas argona joni sasniedz mērķi, mērķa atomi iegūst pietiekamu impulsu, lai atdalītos no mērķa un nokristu uz substrāta, veidojot blīvu filmu. Magnetrona izsmidzināšanas tehnoloģija ir sadalīta līdzstrāvas stieplē un radiofrekvences izspiešanā. Vispārīgi runājot, ja mērķis ir materiāls ar sliktu vadītspēju, piemēram, pusvadītājiem un keramiku, pašreizējais ar mērķi savienotais avots ir radiofrekvences barošanas avots; Kad mērķis ir Au, Ti un citi metāla materiāli, savienotais barošanas avots ir DC avots.

Ķīmiskā tvaika nogulsnēšanās organometālos savienojumos

MOCVD ir ķīmiskuma augšanas metode. Kopš 20. gadsimta 60. gadiem šo tehnoloģiju ierosināja Manasevit un citi Rockwell Company Amerikas Savienotajās Valstīs, un tagad tā ir kļuvusi par galveno tehnoloģiju, lai masveidā sagatavotu pusvadītāju plānas plēves. Pārvadājot reaģentus kamerā caur nesējgāzi un veikt ķīmisku reakciju piemērotos apstākļos, GA2O3 plēvju sagatavošana tiek uzskatīta par piemēru:

Metāla-organiskais avots ir trietilgallijs (TEGA), skābekli izmanto kā reakcijas gāzi, un inerto gāzes argonu izmanto kā nesēju gāzi, un metāla-organisko reakcijas avots, kas nepieciešams eksperimentam Epitaksiālā plēve pēc precīzas gāzes proporcijas kontroles.

MOCVD reakcijas plūsmas diagramma ir šāda:

MOCVD tehnoloģijai ir šādas īpašības:

Var sagatavot plašu materiālu klāstu: to var izmantot, lai sagatavotu gandrīz visus saliktos pusvadītāju materiālus, piemēram, silikīdus, nitrīdu, oksīdus utt. Tāpēc šī tehnoloģija ir kļuvusi par ļoti svarīgu plānas plēves sagatavošanas tehnoloģiju pusvadītāju nozarē.

2. Augšanas ātrums ir nepārtraukti regulējams plašā diapazonā, un tas ir piemērots salikto filmu īpaši plānu slāņu augšanai. Pielāgojot un kontrolējot reaģenta gāzes plūsmas plūsmas ātrumu, šīs tehnoloģijas izmantošanas laikā var viegli pielāgot tādus parametrus kā plēves augšanas ātrums un dopinga koncentrācija. Turklāt, tā kā reakcijas gāzi reakcijas kamerā var mainīt jebkurā laikā, šī tehnoloģija var padarīt materiālu par acīmredzamu interfeisu heteroepitaksiālā augšanas laikā, kas veicina sarežģītu heterostruktūru sagatavošanu.

3.Tai tās sagatavotajai tīrībai un vienveidībai ir laba tīrība, augsta atkārtojamība un augsta aprīkojuma automatizācijas pakāpe, kas ļauj masveidā ražot lielu platību un ir piemērota rūpnieciskai ražošanai.

4. Situ uzraudzība turpmāk nodrošina filmas kvalitāti un veiktspēju izaugsmes procesa laikā. Ar savām unikālajām priekšrocībām un īpašībām MOCVD tehnoloģija ieņem svarīgu pozīciju pusvadītāju plānas filmas sagatavošanas jomā un sniedz lielu atbalstu zinātniskiem pētījumiem un rūpnieciskiem lietojumiem.

Lāzera molekulārā staru epitaksijas sistēma

Lāzera molekulārā staru epitaksija (LMBE) sāka attīstīties pagājušā gadsimta 90. gados, ir jauna augstas precizitātes filmu veidošanas tehnoloģija, LMBE ne tikai manto augstas efektivitātes, elastības un piemērotu dažādu materiālu priekšrocībām PLD sagatavošanā, bet arī realizē precīzu izaugsmes procesu, ieviešot SitU-SitU stimhing tehnoloģiju.

Šī reālā laika uzraudzības tehnoloģija ļauj pētniekiem reālā laikā novērot filmas izaugsmes stāvokli un savlaicīgi pielāgot izaugsmes parametrus, lai nodrošinātu, ka filmas kvalitāte un veiktspēja ir vislabākajā gadījumā.

Saskaņā ar LMBE īpašībām šo tehnoloģiju var izmantot, lai audzētu pusvadītāju superlattice materiālus, un tā ir piemērota arī vairāku elementu, augstas krāsas un sarežģītu slāņainu plānu plēvju, piemēram, supervadītāju, optisko kristālu, ferroelektricu, pjezoelektrisko līdzekļu, feromagnetu un organisko polimēru augšanai.

Turklāt šī metode var veikt arī pamatpētījumus par atbilstošo lāzera mijiedarbību un filmu veidošanas procesa fiziku un ķīmiju. LMBE pamatprincips ir izmantot augstas enerģijas lāzeru, lai sasniegtu mērķi, lai mērķa atomi nokristu, sasniegtu substrātu, kodētu uz substrāta virsmas un turpinātu apkopot, un pakāpeniski izvērsties pilnīgā filmā.

Lāzera molekulārā staru epitaksijas sistēmas shematiskā diagramma ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.

Šai epitaksiālajai metodei ir šādas īpašības:

1. Plānas plēves struktūras augsta izšķirtspēja: augšanas ātrums ir lēns, parasti apmēram viens atomu slānis sekundē, tāpēc plēves epitaksiālajam ar šo augšanas metodi ir vienmērīga kvalitāte un lieliska kristalitāte, kas ir ļoti piemērota superlattice un citu plānu plēvju augšanai, kuras precīzi jākontrolē.

2. Augšanas process tiek veikts īpaši augsta vakuuma apstākļos, kas var sasniegt augstas tīrības līmeņa epitaksiālo izaugsmi.

3. Augšanas procesu un augšanas ātrumu var stingri kontrolēt, un to var uzraudzīt ar rheed, tāpēc reāllaika uzraudzību var panākt, lai panāktu precīzu plēves augšanas biezuma kontroli.

4. Tievās plēves raksturošanas paņēmieni parasti izmanto XRD, SEM, TEM, atomu spēka mikroskopiju (AFM), rentgenstaru fotoelektrona spektroskopiju (XPS) un ultravioleto redzamo absorbcijas spektroskopiju, lai noteiktu kristāla tipu, kristāla kvalitāti, joslas spraugu, morfoloģijas raksturlielumus, ķīmisko sastāvu un defektus, kā labi kā labi.

(1) rentgena difraktometrs

XRD ir līdzeklis kristāla struktūras izpētei un materiālu sastāva analīzei. Galvenais darba princips ir izmantot rentgenstaru staru kūli, lai apstarotu izmērāmās kristāla struktūras virsmu, jo rentgena un virsmas atstatums kristālā ir līdzīgs, tāpēc iejaukšanās parādība notiks un radīs spēcīgas difrakcijas bārkstis. Difrakcijas attiecība atbilst Bragg difrakcijas formulai:

Šī testa metode tiek plaši izmantota kondensētās vielas fizikā, materiālu zinātnē, mineraloģijā un citos laukos, jo tā ir ērta un ātra un nerada nekādu kaitējumu materiālam.

 

(2) Atomu spēka mikroskopija

AFM var analizēt cieto materiālu virsmu struktūru un nelīdzenumu. AFM darba princips galvenokārt ir paredzēts zondes piemērošanai, lai pilnībā saskartos ar izmērāmā parauga virsmas saskari un attēlotu atomu spēku mainās starp zondi un virsmas atomiem, analizējot nanometra izšķirtspēju.

(3) Skenējošā elektronu mikroskopija

SEM pielietojums pusvadītājos galvenokārt ir paredzēts, lai novērotu paraugu virsmas augšanu, un šķērsgriezuma SEM var novērot daudzslāņu paraugu augšanas stāvokli un biezuma analīzi. Pamatprincips ir izmantot elektronu staru kūli, lai ģenerētu palielinātu parauga attēlu, skenētu paraugu ar fokusētu elektronu staru un pēc tam pārbaudiet sekundāros elektronus/aizmugurējos elektronus, kas izveidoti uz parauga virsmas attēlveidošanai.

(4) transmisijas elektronu mikroskopija

TEM galvenokārt izmanto paraugu augstas palielināšanas attēlveidošanai. Pamatprincips ir tāds, ka elektronu pistoles izstarotie elektroni tiek paātrināti ar augstu spiedienu, kas ir apmēram 100-400 KV, un pēc tam koncentrējas uz paraugu ar kondensatora objektīvu. Paraugam jābūt pietiekami plānam, lai elektroni izietu cauri. Pārraidītie elektroni veido difrakcijas modeli aizmugurējā fokusa plaknē un palielinātu mikroskopu attēla plaknē.

Izmantojot citus objektīvus, mikroskopiskos attēlus un difrakcijas modeļus var projicēt uz fosfora ekrāniem novērošanai vai elektrofotogrāfiskai dokumentācijai. Ar šo metodi iegūtais difrakcijas modelis var sniegt strukturālu informāciju par paraugu. Skenējošā transmisijas elektronu mikroskopā (STEM) testa parauga skenēšanai tiek izmantots stars ar aptuveni 0 diametru. 1 nm tiek izmantots, un objektīvs objektīvs nosaka transportētos elektronus visos staru kūļa punktos un atbilst fiksētam laukumam aizmugures plaknē.

Primārie elektroni STEM rada arī sekundāros elektronus, ar aizmuguri izskalotiem elektroniem, rentgena stariem un gaismu virs parauga, tāpat kā SEM. Elektronu enerģijas zudumu analizēšanai var izmantot elektronu neelastīgo izkliedi zem parauga. Tas padara ierīci par patiesu analītisko elektronu mikroskopu, un augstas izšķirtspējas TEM (HTEM) var sniegt strukturālu informāciju par atomu secību, kas pazīstama arī kā režģa attēlveidošana. Tas ir svarīgs interfeisa analīzes līdzeklis, jo īpaši pusvadītāju integrētu shēmu izstrādē.

(5) rentgena fotoelektrona spektroskopija

XPS ir jaudīga virsmas analīzes paņēmiens, ko var izmantot, lai izpētītu cieto materiālu virsmas ķīmiju. Kad rentgena starus apstaro materiāla virsmu, izbēgošos fotoelektronus pēc tam XPS sistēmā uztver ar īpašām noteikšanas iekārtām. Izmērot šo fotoelektronu enerģiju un daudzumu, par materiāla virsmas elementiem var iegūt daudz informācijas. Piemēram, dažādiem elementiem ir atšķirīgas elektronu saistošās enerģijas, tāpēc, analizējot fotoelektronu enerģijas sadalījumu, ir iespējams noteikt elementa veidu uz materiāla virsmas. Iegūtos datu rezultātus var izmantot kā abscisu ar elektronu saistošo enerģiju kā abscisu un relatīvo intensitāti kā ordinātu, lai uzzīmētu materiāla fotoelektrona spektru parauga elementa informācijas analīzei.

(6) UV-Vis absorbcijas spektroskopija

Vielas molekulai ir spēja absorbēt elektromagnētiskos viļņus no ultravioletā uz redzamo reģionu (parasti 190-800 nm), kā rezultātā var iegūt tā valences elektronus no zemes stāvokļa uz ierosināto stāvokli, tas ir, ultravioletā izredzamā absorbcijas spektru var iegūt. Analizējot datus no UV-Vis spektra, var iegūt materiāla galvenās absorbcijas joslas. Apvienojumā ar TAUC formulu tiek secināts materiāla spraugas platums.