Saznajte o tehnologiji za oblaganje čipova i metode ispitivanja u jednom članku

Ovaj proces uključuje taloženje atoma ili molekula materijalnog sloja sloj na površini supstrata kako bi formirao tanki film sa specifičnim svojstvima i strukturi, tako da njegov proces rasta izravno utječe na strukturu filma kao i njegova konačna svojstva.

Kitetska kinetika rasta tankih filmova opisuje evoluciju različitih dinamičkih promjena u procesu rasta tankih filmova, uključujući višestruke tipke poput površinske difuzije, adsorpcije, desorpcije i agregacije. Interakcija između ovih veza utječe na strukturu, morfologiju i svojstva filma.

Kad se atomi ili molekule snimaju na podlogu, sudaraju se sa površinom podloge, uzrokujući da se jedan dio odražava, a drugi dio da ostane na površini.

0200-00435 Top prsten, silicijum

Na atomi i molekule koji ostaju na površini utječu na vlastitu energiju i temperaturu supstrata, a pojavljuju se površinska difuzija i migracije. Neki su odvojeni od površine, dok su druge djelomično adsorbirane površinom na visokim temperaturama da formiraju kondenzat. Čitav proces kondenzacije uključuje korake kao što su formiranje jezgre, ostrvo formiranje, spajanje i rast, kulminiranje u formiranju kontinuiranog tankog filma.

Visokokvalitetni epitaksijski filmovi su osnova za izradu dobrih uređaja i da bi se realizirali iz izrade uređaja visokih performansi, potrebno je sveobuhvatno razmotriti svojstva materijala, zahtjeva za primjenu, uslove za rast i druge faktore za postizanje preciznog kontrole i visokokvalitetnog rasta filmova.

Evo nekoliko uobičajenih tehnika epitaksnih filmova:

0200-00417 Umetni prsten, silikon 150mm, stan.

Tehnologija magnetrona

Magnetron pljuvanje je metoda fizičkog taloženja. Ova vrsta opreme ima relativno jednostavnu strukturu, jednostavno je kontrolirati rast tankih filmova podešavanjem parametara, a pogodan je za pripremu pomalo većih filmskih materijala, a ova tehnologija se široko koristi u industriji i laboratorijama.

Shematski dijagram prikazan je u nastavku, uglavnom kroz ubrzanje elektrona pod djelovanjem električnog polja, udarajući u Atomu i ioniziranje A ATOM u AR + i elektrone.

Kada su velike brzine argonske ioni pogodili cilj, ciljani atomi imaju dovoljno zamaha da se odvoje od cilja i padne na supstrat kako bi se formirao gustom filmu. Magnetronska tehnologija šljuvanja podijeljena je u DC Pljusak i radio frekvenciju. Generalno gledano, kada je cilj materijal sa lošom provodljivošću, poput poluvodiča i keramike, trenutni izvor spojen na cilj je radio frekvencijsko napajanje; Kad je cilj au, ti, a i drugi metalni materijali, povezano napajanje je DC izvor.

Kemijsko parno taloženje organometalnih spojeva

Mocvd je metoda rasta hemoepitacije. Od 60-ih 20. stoljeća, ovu tehnologiju predložili su Manaševit i drugi Rockwell kompanije u Sjedinjenim Državama, a sada je postala glavna tehnologija za masovnu pripremu poluvodičkih tankih filmova. Prevozom reaktanata u Dom preko nosača gasa i podvrgava hemijskoj reakciji pod odgovarajućim uvjetima, priprema GA2O3 filmova uzima se kao primjer:

Metal-organski izvor je trietilgalium (Tega), kiseonik se koristi kao reakcijski plin, a inertni plinski argon se koristi kao prijevoznik u obliku plina u reakcijskom komoru, a konačno se pojavljuje reakcija termičke raspadanje na supstratu visokog temperature da bi se formirala Visokokvalitetni epitaksijalni film nakon precizne kontrole udjela plina.

Reakcijski tok mocvd je sljedeći:

Mocvd tehnologija ima sljedeće karakteristike:

Može se pripremiti širok izbor materijala: Može se koristiti za pripremu gotovo svih složenih poluvodičkih materijala, poput silikada, nitrida, oksida itd. Stoga je ova tehnologija postala vrlo važna tehnologija za pripremu tankog filma u poluvodiču.

2. Stopa rasta je kontinuirano podesiva preko širokog raspona, a pogodan je za rast ultra tankih slojeva složenih filmova. Podešavanjem i kontrolom protoka protoka toka plina za reaktant, parametri kao što su stope rasta filma i doping koncentracija mogu se lako podesiti tokom upotrebe ove tehnologije. Pored toga, jer se reakcijski plin u reakcijskoj komori može u svakom trenutku prebaciti, ova tehnologija može učiniti materijal činiti očigledno sučelje za vrijeme heteroepitaksijalnog rasta, što se pogoduje na pripremu složenih heterostruktura.

3. Film pripremljeni po tome ima dobru čistoću i uniformnost, visoku ponovljivost i visok stepen automatizacije opreme, što omogućava masovno proizvoditi veliko područje i pogodan je za industrijsku proizvodnju.

4.in-situ Monitoring dalje osigurava kvalitetu i performanse filma tokom procesa rasta. Svojim jedinstvenim prednostima i karakteristikama, MOCVD tehnologija zauzima važan položaj u oblasti pripreme za tankog filma poluvodiča i pruža snažnu podršku naučnim istraživanjima i industrijskim primjenama.

Laserski molekularni epitaxy sistem

Laserska molekularna šiktaxy (LMBE) počela je razvijati se u 90-ima prošlog stoljeća, je nova tehnologija visoko preciznog filma, ne samo da nasljeđuje prednosti visoke efikasnosti, fleksibilnosti i pogodne za preciznu regulaciju procesa rasta filma uvođenjem u procesu rasta u realnom vremenu u procesu rasta u procesu rasta.

Ova tehnologija praćenja u stvarnom vremenu omogućuje istraživačima da poštuju status rasta filma u realnom vremenu i prilagođavaju parametre rasta na vrijeme kako bi se osiguralo da kvalitet i performanse filma u najboljem slučaju.

Prema karakteristikama LMBE, ova se tehnologija može koristiti za rast superslovnatih materijala, a pogodan je i za rast višeelementa, visokog taljenja i složenih slojevitih tankih filmova, poput super-kristala, piezoelektrika, feromagneti i organskih polimera.

Pored toga, ova metoda može izvesti osnovna istraživanja o odgovarajućoj interakciji laser-materiju i fizici i hemiji procesa formiranja filma. Osnovni princip LMBE-a je da koristim visokoenergetski laser za pogodak cilja, tako da će atomi na meti pasti, doći do podloge, u zbiru na površinu podloge i nastaviti da se ugrađuju i postepeno proširuju u kompletan film.

Shematski dijagram laserskog molekularnog epitaxy sistema prikazan je na donjoj slici.

Ova epitaksijska metoda ima sljedeće karakteristike:

1. Visoka rezolucija tanke filmske strukture: Stopa rasta je usporena, općenito o jednom atomskom sloju u sekundi, tako da je filmski epitaksija po ovoj metodi rasta ujednačen kvalitet i odličan kristalnost, koji je vrlo pogodan za rast superlatterskih i drugih tankih filmova koji treba precizirati.

2. Proces rasta vrši se u ultra visokim vakuumskim uvjetima, koji mogu postići rast epitakse visokog čistoće.

3. Proces rasta i stopa rasta mogu se strogo kontrolirati, a može se nadgledati RHEED, tako da se može postići praćenje u stvarnom vremenu za postizanje tačne kontrole debljine rasta filma.

4. Tehnike karakterizacije tankih filmova obično koriste XRD mikroskopiju (AFM), rendgenski fotoelektroskopska spektroskopija (XPS) i ultraljubičasto-vidljivo apsorpciju spektroskopiju za određivanje kristalne kvalitete, morfološke karakteristike, kemijskog sastava i strukture vezova i opsega heterojumnija.

(1) X-ray difraktometar

XRD je sredstvo za proučavanje kristalne strukture i analizirati sastav materijala. Glavni princip rada je korištenje snopa rendgenskih zraka za zračenje površine kristalne strukture da se mjeri, jer su rendgenski zraka i razmak površine u kristalu slični, tako da će se pojaviti fenomen smetnji i proizvesti jake difrakcijske rubove. Odnos difrakcije zadovoljava grudsku difrakcijsku formulu:

Ova metoda ispitivanja široko se koristi u kondenzovanoj fizici, nauci o materijalima, mineralogiji i drugim poljima jer je zgodno i brz i ne uzrokuje oštećenje materijala.

 

(2) mikroskopija atomske sile

AFM može analizirati strukturu i hrapavost površina čvrstih materijala. Načelo rada AFM-a uglavnom je primijeniti sondu da se u potpunosti kontaktira atomi na površini uzorka koji se mjeri i za slika atomske sile mijenjaju između sonde i površinskih atoma analizom rezolucije nanometra.

(3) Skeniranje elektrona mikroskopije

Primjena SEM u poluvodičima uglavnom je za posmatranje površinskog rasta uzoraka i presjeka SEM-a mogu promatrati analizu stanja rasta i debljine višeslojnih uzoraka. Osnovno princip je korištenje greda elektrona za generiranje povećane slike uzorka, skeniranjem uzorka fokusiranim snopom elektrona, a zatim sondi sekundarnih elektrona / pozadinskih elektrona generiranih na površini uzorka za snimanje.

(4) Mikroskopija elektrona za prijenos

TEM se prvenstveno koristi za snimanje uzoraka visokog uvećanja. Osnovni princip je da se elektroni koji emitiraju elektronskim pištoljem ubrzavaju visokim pritiskom, što je otprilike 100-400 kV, a zatim se fokusirao na uzorak kondenzarskim objektivom. Uzorak mora biti dovoljno tanki da se elektroni prođu. Preneseni elektroni čine difrakcijski uzorak u stražnjoj žarišnoj ravnini i uvećan mikroskop u avionu slike.

Sa ostalim sočivima, mikroskopske slike i difrakcijski obrasci mogu se projicirati na fosfornim ekranima za promatranje ili elektrofotografsku dokumentaciju. Razložbani obrazac dobiven ovom metodom može dati strukturne informacije o uzorku. U elektronskom mikroskopu za skeniranje (stabljika), snop s promjerom od oko 0. 1 nm koristi se za skeniranje testnog uzorka, a objektivni objektiv otkrije transportne elektrone na svim točkama skeniranim zrakom i odgovara fiksnom području na stražnjoj žarišnoj ravnini.

Primarni elektroni u stabljici također stvaraju sekundarne elektrone, pozadinske elektrone, rendgenske zrake i svjetlost iznad uzorka, baš kao i u Sem. Neelastično razmazivanje elektrona ispod uzorka može se koristiti za analizu gubitka energije elektrona. To čini uređaj istinski analitički elektronski mikroskop i tem za visoke rezolucije (HTEM) mogu dati strukturne informacije o nalogu atoma, poznatim i kao rešetka. Ovo je važno sredstvo analize sučelja, posebno u razvoju poluvodičkih integriranih krugova.

(5) rendgenski fotoelektronski spektroskopija

XPS je moćna tehnika površinske analize koja se može koristiti za proučavanje površinske hemije čvrstih materijala. Kada su rendgenski zraci ozračili površinu materijala, photo Engapsing FOOELEEtrone zarobljavaju se posebnom opremom za otkrivanje u XPS sistemu. Mjerom energije i količine ovih fotoelektrona može se dobiti bogatstvo informacija o površinskim elementima materijala. Na primjer, različiti elementi imaju različite energetske energije za elektron, tako da analizirajući raspodjelu energije fotoelektrona, moguće je odrediti vrstu elementa na površini materijala. Dobiveni rezultati podataka mogu se koristiti kao apscisa s energijom za vezanje elektrona kao apscisa i relativni intenzitet kao redoslijed za crtanje fotoelektronskog spektra materijala za analizu informacija o uzorku.

(6) UV-Vis apsorpcija spektroskopija

Molekula tvari ima mogućnost apsorpcije elektromagnetskih valova iz ultraljubičastog u vidljivu regiju (općenito 190-800 NM), što rezultira prelaskom svojih valentnih elektrona iz tlanog stanja u uzbuđenu državu, to je, može se dobiti ultraljubičasti apsorpcijski spektar. Analizom podataka iz UV-Vis spektra mogu se dobiti glavne apsorpcijske trake materijala. U kombinaciji sa Formulom TAUC-a, širina jaza u traci se zaključuje.