भौतिक वाष्प जमाव कोटिंग के सिद्धांत और प्रौद्योगिकी (2/2) - वीटेक सेमीकंडक्टर

इलेक्ट्रॉन किरण वाष्पीकरण कोटिंग

प्रतिरोध हीटिंग के कुछ नुकसानों के कारण, जैसे प्रतिरोध वाष्पीकरण स्रोत द्वारा प्रदान की गई कम ऊर्जा घनत्व, वाष्पीकरण स्रोत का कुछ वाष्पीकरण स्वयं फिल्म की शुद्धता को प्रभावित करता है, आदि, नए वाष्पीकरण स्रोतों को विकसित करने की आवश्यकता है। इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण कोटिंग एक कोटिंग तकनीक है जो वाष्पीकरण सामग्री को पानी से ठंडा क्रूसिबल में डालती है, फिल्म सामग्री को गर्म करने के लिए सीधे इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करती है, और फिल्म सामग्री को वाष्पीकृत करती है और एक फिल्म बनाने के लिए इसे सब्सट्रेट पर संघनित करती है। इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण स्रोत को 6000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जा सकता है, जो लगभग सभी सामान्य सामग्रियों को पिघला सकता है, और उच्च गति से धातु, ऑक्साइड और प्लास्टिक जैसे सब्सट्रेट्स पर पतली फिल्में जमा कर सकता है।

लेजर पल्स जमाव

स्पंदित लेजर जमाव (पीएलडी)एक फिल्म-निर्माण विधि है जो लक्ष्य सामग्री (थोक लक्ष्य सामग्री या पाउडर फिल्म सामग्री से दबाई गई उच्च घनत्व वाली थोक सामग्री) को विकिरणित करने के लिए उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेजर बीम का उपयोग करती है, ताकि स्थानीय लक्ष्य सामग्री एक पल में बहुत उच्च तापमान तक बढ़ जाए। और वाष्पीकृत होकर सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म बनाता है।

आणविक किरण एपिटेक्सी

आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई) एक पतली फिल्म तैयार करने की तकनीक है जो परमाणु पैमाने पर एपिटैक्सियल फिल्म की मोटाई, पतली फिल्म की डोपिंग और इंटरफ़ेस समतलता को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है। इसका उपयोग मुख्य रूप से अल्ट्रा-थिन फिल्म, मल्टी-लेयर क्वांटम वेल्स और सुपरलैटिस जैसे अर्धचालकों के लिए उच्च-सटीक पतली फिल्में तैयार करने के लिए किया जाता है। यह नई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मुख्य तैयारी प्रौद्योगिकियों में से एक है।

आणविक बीम एपिटैक्सी एक कोटिंग विधि है जो क्रिस्टल के घटकों को विभिन्न वाष्पीकरण स्रोतों में रखती है, 1e-8Pa ​​की अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम स्थितियों के तहत फिल्म सामग्री को धीरे-धीरे गर्म करती है, एक आणविक बीम प्रवाह बनाती है, और इसे एक निश्चित समय पर सब्सट्रेट पर स्प्रे करती है। थर्मल गति गति और एक निश्चित अनुपात, सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल पतली फिल्मों को बढ़ाता है, और विकास प्रक्रिया की ऑनलाइन निगरानी करता है।

संक्षेप में, यह एक वैक्यूम वाष्पीकरण कोटिंग है, जिसमें तीन प्रक्रियाएं शामिल हैं: आणविक बीम उत्पादन, आणविक बीम परिवहन और आणविक बीम जमाव। आणविक बीम एपिटेक्सी उपकरण का योजनाबद्ध आरेख ऊपर दिखाया गया है। लक्ष्य सामग्री को वाष्पीकरण स्रोत में रखा जाता है। प्रत्येक वाष्पीकरण स्रोत में एक बाधा होती है। वाष्पीकरण स्रोत सब्सट्रेट के साथ संरेखित है। सब्सट्रेट हीटिंग तापमान समायोज्य है। इसके अलावा, पतली फिल्म की क्रिस्टलीय संरचना की ऑनलाइन निगरानी के लिए एक निगरानी उपकरण भी है।

वैक्यूम स्पटरिंग कोटिंग

जब ठोस सतह पर ऊर्जावान कणों की बमबारी होती है, तो ठोस सतह पर मौजूद परमाणु ऊर्जावान कणों से टकराते हैं, और पर्याप्त ऊर्जा और गति प्राप्त करना और सतह से भागना संभव होता है। इस घटना को स्पटरिंग कहा जाता है। स्पटरिंग कोटिंग एक कोटिंग तकनीक है जो ऊर्जावान कणों के साथ ठोस लक्ष्यों पर बमबारी करती है, लक्ष्य परमाणुओं को छिड़कती है और उन्हें एक पतली फिल्म बनाने के लिए सब्सट्रेट सतह पर जमा करती है।

कैथोड लक्ष्य सतह पर एक चुंबकीय क्षेत्र का परिचय इलेक्ट्रॉनों को बाधित करने, इलेक्ट्रॉन पथ का विस्तार करने, आर्गन परमाणुओं के आयनीकरण की संभावना बढ़ाने और कम दबाव के तहत स्थिर निर्वहन प्राप्त करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग कर सकता है। इस सिद्धांत पर आधारित कोटिंग विधि को मैग्नेट्रोन स्पटरिंग कोटिंग कहा जाता है।

का सिद्धांत आरेखडीसी मैग्नेट्रोन स्पटरिंगजैसा कि ऊपर दिखाया गया है। निर्वात कक्ष में मुख्य घटक मैग्नेट्रोन स्पटरिंग लक्ष्य और सब्सट्रेट हैं। सब्सट्रेट और लक्ष्य एक-दूसरे का सामना कर रहे हैं, सब्सट्रेट ग्राउंडेड है, और लक्ष्य एक नकारात्मक वोल्टेज से जुड़ा है, यानी, सब्सट्रेट में लक्ष्य के सापेक्ष सकारात्मक क्षमता है, इसलिए विद्युत क्षेत्र की दिशा सब्सट्रेट से है लक्ष्य तक. चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थायी चुंबक को लक्ष्य के पीछे सेट किया जाता है, और बल की चुंबकीय रेखाएं स्थायी चुंबक के एन ध्रुव से एस ध्रुव तक इंगित करती हैं, और कैथोड लक्ष्य सतह के साथ एक बंद स्थान बनाती हैं। 

ठंडे पानी से लक्ष्य और चुंबक को ठंडा किया जाता है। जब निर्वात कक्ष को 1e-3Pa से कम पर खाली कर दिया जाता है, तो Ar को निर्वात कक्ष में 0.1 से 1Pa तक भर दिया जाता है, और फिर गैस को चमकदार बनाने और प्लाज्मा बनाने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों पर एक वोल्टेज लगाया जाता है। आर्गन प्लाज्मा में आर्गन आयन विद्युत क्षेत्र बल की कार्रवाई के तहत कैथोड लक्ष्य की ओर बढ़ते हैं, कैथोड अंधेरे क्षेत्र से गुजरते समय तेज हो जाते हैं, लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, और लक्ष्य परमाणुओं और माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देते हैं।

डीसी स्पटरिंग कोटिंग प्रक्रिया में, कुछ प्रतिक्रियाशील गैसों को अक्सर पेश किया जाता है, जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, मीथेन या हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड, आदि। इन प्रतिक्रियाशील गैसों को आर्गन प्लाज्मा में जोड़ा जाता है और Ar के साथ उत्तेजित, आयनित या आयनित किया जाता है। परमाणु विभिन्न प्रकार के सक्रिय समूह बनाते हैं। ये सक्रिय समूह लक्ष्य परमाणुओं के साथ सब्सट्रेट की सतह तक पहुंचते हैं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, और संबंधित यौगिक फिल्में बनाते हैं, जैसे ऑक्साइड, नाइट्राइड, आदि। इस प्रक्रिया को डीसी प्रतिक्रियाशील मैग्नेट्रोन स्पटरिंग कहा जाता है।

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