సెమీకండక్టర్ తయారీలో, ఫోటోలిథోగ్రఫీ మరియు ఎచింగ్ అనేవి తరచుగా ప్రస్తావించబడిన ప్రక్రియలు అయితే, ఎపిటాక్సియల్ లేదా సన్నని పొర నిక్షేపణ పద్ధతులు కూడా అంతే కీలకం. ఈ వ్యాసం చిప్ తయారీలో ఉపయోగించే అనేక సాధారణ సన్నని పొర నిక్షేపణ పద్ధతులను పరిచయం చేస్తుంది, వాటిలోఎంఓసివిడి, మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్, మరియుపిఇసివిడి.
చిప్ తయారీలో సన్నని పొర ప్రక్రియలు ఎందుకు అవసరం?
ఉదాహరణకు, ఒక సాదా కాల్చిన ఫ్లాట్‌బ్రెడ్‌ను ఊహించుకోండి. దానికదే, అది రుచిగా లేతగా అనిపించవచ్చు. అయితే, రుచికరమైన బీన్ పేస్ట్ లేదా స్వీట్ మాల్ట్ సిరప్ వంటి వివిధ సాస్‌లతో ఉపరితలాన్ని బ్రష్ చేయడం ద్వారా మీరు దాని రుచిని పూర్తిగా మార్చవచ్చు. ఈ రుచిని పెంచే పూతలు ఇలాంటివిసన్నని పొరలుసెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలలో, ఫ్లాట్‌బ్రెడ్ కూడా సూచిస్తుందిఉపరితలం.
చిప్ తయారీలో, సన్నని పొరలు అనేక క్రియాత్మక పాత్రలను అందిస్తాయి - ఇన్సులేషన్, వాహకత, నిష్క్రియాత్మకత, కాంతి శోషణ మొదలైనవి - మరియు ప్రతి ఫంక్షన్‌కు ఒక నిర్దిష్ట నిక్షేపణ సాంకేతికత అవసరం.
1. లోహ-సేంద్రీయ రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD)
MOCVD అనేది అధిక-నాణ్యత గల సెమీకండక్టర్ సన్నని ఫిల్మ్‌లు మరియు నానోస్ట్రక్చర్‌ల నిక్షేపణకు ఉపయోగించే అత్యంత అధునాతనమైన మరియు ఖచ్చితమైన సాంకేతికత. ఇది LEDలు, లేజర్‌లు మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటి పరికరాల తయారీలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
MOCVD వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్య భాగాలు:
- గ్యాస్ డెలివరీ సిస్టమ్
ప్రతిచర్య గదిలోకి ప్రతిచర్య పదార్థాలను ఖచ్చితంగా ప్రవేశపెట్టడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. ఇందులో ప్రవాహ నియంత్రణ ఉంటుంది:
-
వాహక వాయువులు
-
లోహ-సేంద్రీయ పూర్వగాములు
-
హైడ్రైడ్ వాయువులు
ఈ వ్యవస్థ పెరుగుదల మరియు ప్రక్షాళన మోడ్‌ల మధ్య మారడానికి బహుళ-మార్గ కవాటాలను కలిగి ఉంది.
-
రియాక్షన్ చాంబర్
వాస్తవ పదార్థ పెరుగుదల జరిగే వ్యవస్థ యొక్క గుండె. భాగాలు:-
గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ (సబ్‌స్ట్రేట్ హోల్డర్)
-
హీటర్ మరియు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు
-
ఇన్-సిటు పర్యవేక్షణ కోసం ఆప్టికల్ పోర్ట్‌లు
-
ఆటోమేటెడ్ వేఫర్ లోడింగ్/అన్‌లోడింగ్ కోసం రోబోటిక్ ఆర్మ్స్
-
- పెరుగుదల నియంత్రణ వ్యవస్థ
ప్రోగ్రామబుల్ లాజిక్ కంట్రోలర్లు మరియు హోస్ట్ కంప్యూటర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇవి నిక్షేపణ ప్రక్రియ అంతటా ఖచ్చితమైన పర్యవేక్షణ మరియు పునరావృతతను నిర్ధారిస్తాయి. -
ఇన్-సిటు పర్యవేక్షణ
పైరోమీటర్లు మరియు రిఫ్లెక్టోమీటర్లు వంటి సాధనాలు కొలుస్తాయి:-
ఫిల్మ్ మందం
-
ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత
-
ఉపరితల వక్రత
ఇవి నిజ-సమయ అభిప్రాయాన్ని మరియు సర్దుబాటును ప్రారంభిస్తాయి.
-
- ఎగ్జాస్ట్ ట్రీట్‌మెంట్ సిస్టమ్
భద్రత మరియు పర్యావరణ సమ్మతిని నిర్ధారించడానికి ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం లేదా రసాయన ఉత్ప్రేరకాలను ఉపయోగించి విషపూరిత ఉపఉత్పత్తులను పరిగణిస్తుంది.
క్లోజ్డ్-కపుల్డ్ షవర్‌హెడ్ (CCS) కాన్ఫిగరేషన్:
నిలువు MOCVD రియాక్టర్లలో, CCS డిజైన్ షవర్‌హెడ్ నిర్మాణంలో ప్రత్యామ్నాయ నాజిల్‌ల ద్వారా వాయువులను ఏకరీతిలో ఇంజెక్ట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది అకాల ప్రతిచర్యలను తగ్గిస్తుంది మరియు ఏకరీతి మిక్సింగ్‌ను పెంచుతుంది.
-
దిభ్రమణ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్వాయువుల సరిహద్దు పొరను సజాతీయపరచడంలో సహాయపడుతుంది, పొర అంతటా ఫిల్మ్ ఏకరూపతను మెరుగుపరుస్తుంది.
2. మాగ్నెట్రాన్ స్పుట్టరింగ్
మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్ అనేది భౌతిక ఆవిరి నిక్షేపణ (PVD) పద్ధతి, ఇది సన్నని పొరలు మరియు పూతలను, ముఖ్యంగా ఎలక్ట్రానిక్స్, ఆప్టిక్స్ మరియు సిరామిక్స్‌లో జమ చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
పని సూత్రం:
-
లక్ష్య పదార్థం
నిక్షేపించబడే మూల పదార్థం - లోహం, ఆక్సైడ్, నైట్రైడ్ మొదలైనవి - కాథోడ్‌పై స్థిరంగా ఉంటాయి. -
వాక్యూమ్ చాంబర్
కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి ఈ ప్రక్రియను అధిక శూన్యత కింద నిర్వహిస్తారు. -
ప్లాస్మా జనరేషన్
ఒక జడ వాయువు, సాధారణంగా ఆర్గాన్, ప్లాస్మాను ఏర్పరచడానికి అయనీకరణం చెందుతుంది. -
అయస్కాంత క్షేత్ర అప్లికేషన్
అయనీకరణ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి ఒక అయస్కాంత క్షేత్రం ఎలక్ట్రాన్‌లను లక్ష్యానికి దగ్గరగా పరిమితం చేస్తుంది. -
చిమ్మే ప్రక్రియ
అయాన్లు లక్ష్యాన్ని ఢీకొట్టి, గది గుండా ప్రయాణించి ఉపరితలంపై జమ చేసే అణువులను తొలగిస్తాయి.
మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలు:
-
యూనిఫాం ఫిల్మ్ డిపాజిషన్పెద్ద ప్రాంతాలలో.
-
సంక్లిష్ట సమ్మేళనాలను జమ చేయగల సామర్థ్యం, మిశ్రమలోహాలు మరియు సిరామిక్స్‌తో సహా.
-
ట్యూనబుల్ ప్రాసెస్ పారామితులుమందం, కూర్పు మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణం యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ కోసం.
-
అధిక ఫిల్మ్ నాణ్యతబలమైన సంశ్లేషణ మరియు యాంత్రిక బలంతో.
-
విస్తృత మెటీరియల్ అనుకూలత, లోహాల నుండి ఆక్సైడ్లు మరియు నైట్రైడ్ల వరకు.
-
తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ఆపరేషన్, ఉష్ణోగ్రత-సున్నితమైన ఉపరితలాలకు అనుకూలం.
3. ప్లాస్మా-మెరుగైన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (PECVD)
PECVDని సిలికాన్ నైట్రైడ్ (SiNx), సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO₂) మరియు అమోర్ఫస్ సిలికాన్ వంటి సన్నని పొరల నిక్షేపణకు విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.
సూత్రం:
PECVD వ్యవస్థలో, పూర్వగామి వాయువులను వాక్యూమ్ చాంబర్‌లోకి ప్రవేశపెడతారు, అక్కడ aగ్లో డిశ్చార్జ్ ప్లాస్మాఉపయోగించి రూపొందించబడింది:
-
RF ఉత్తేజం
-
DC హై వోల్టేజ్
-
మైక్రోవేవ్ లేదా పల్స్డ్ సోర్సెస్
ప్లాస్మా వాయు-దశ ప్రతిచర్యలను సక్రియం చేస్తుంది, రియాక్టివ్ జాతులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇవి ఉపరితలంపై జమ చేయబడి సన్నని పొరను ఏర్పరుస్తాయి.
నిక్షేపణ దశలు:
-
ప్లాస్మా నిర్మాణం
విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలచే ఉత్తేజితమై, పూర్వగామి వాయువులు అయనీకరణం చెంది రియాక్టివ్ రాడికల్స్ మరియు అయాన్లను ఏర్పరుస్తాయి. -
ప్రతిచర్య మరియు రవాణా
ఈ జాతులు ఉపరితలం వైపు కదులుతున్నప్పుడు ద్వితీయ ప్రతిచర్యలకు లోనవుతాయి. -
ఉపరితల ప్రతిచర్య
ఉపరితలానికి చేరుకున్న తర్వాత, అవి శోషణ చెందుతాయి, చర్య జరుపుతాయి మరియు ఘన పొరను ఏర్పరుస్తాయి. కొన్ని ఉప ఉత్పత్తులు వాయువులుగా విడుదలవుతాయి.
PECVD ప్రయోజనాలు:
-
అద్భుతమైన ఏకరూపతఫిల్మ్ కూర్పు మరియు మందంలో.
-
బలమైన సంశ్లేషణసాపేక్షంగా తక్కువ నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా.
-
అధిక నిక్షేపణ రేట్లు, దీనిని పారిశ్రామిక స్థాయి ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా మారుస్తుంది.
4. థిన్ ఫిల్మ్ క్యారెక్టరైజేషన్ టెక్నిక్స్
నాణ్యత నియంత్రణకు సన్నని పొరల లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. సాధారణ పద్ధతులు:
(1) ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD)
-
ప్రయోజనం: క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు, జాలక స్థిరాంకాలు మరియు ధోరణులను విశ్లేషించండి.
-
సూత్రం: బ్రాగ్స్ లా ఆధారంగా, స్ఫటికాకార పదార్థం ద్వారా ఎక్స్-కిరణాలు ఎలా విక్షేపం చెందుతాయో కొలుస్తుంది.
-
అప్లికేషన్లు: క్రిస్టలోగ్రఫీ, దశ విశ్లేషణ, జాతి కొలత మరియు సన్నని పొర మూల్యాంకనం.
(2) స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM)
-
ప్రయోజనం: ఉపరితల స్వరూపం మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని గమనించండి.
-
సూత్రం: నమూనా ఉపరితలాన్ని స్కాన్ చేయడానికి ఎలక్ట్రాన్ పుంజాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. గుర్తించబడిన సంకేతాలు (ఉదా., ద్వితీయ మరియు బ్యాక్‌స్కాటర్డ్ ఎలక్ట్రాన్లు) ఉపరితల వివరాలను వెల్లడిస్తాయి.
-
అప్లికేషన్లు: మెటీరియల్స్ సైన్స్, నానోటెక్, బయాలజీ, మరియు వైఫల్య విశ్లేషణ.
(3) అణు శక్తి సూక్ష్మదర్శిని (AFM)
-
ప్రయోజనం: అణు లేదా నానోమీటర్ రిజల్యూషన్ వద్ద చిత్ర ఉపరితలాలు.
-
సూత్రం: ఒక పదునైన ప్రోబ్ స్థిరమైన పరస్పర చర్య శక్తిని కొనసాగిస్తూ ఉపరితలాన్ని స్కాన్ చేస్తుంది; నిలువు స్థానభ్రంశాలు 3D స్థలాకృతిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
-
అప్లికేషన్లు: నానోస్ట్రక్చర్ పరిశోధన, ఉపరితల కరుకుదనం కొలత, జీవఅణువుల అధ్యయనాలు.
పోస్ట్ సమయం: జూన్-25-2025