Nirxandinek Berfireh a Teknîkên Depozîsyona Fîlma Tenik: MOCVD, Sputterkirina Magnetronê, û PECVD

Di çêkirina nîvconductoran de, her çend fotolîtografî û gravur pêvajoyên herî zêde têne behs kirin bin jî, teknîkên epitaksiyal an jî danîna fîlma tenik bi heman rengî girîng in. Ev gotar çend rêbazên danîna fîlma tenik ên hevpar ên ku di çêkirina çîpan de têne bikar anîn, di nav de, dide nasîn.MOCVD, sputterkirina magnetronê, ûPECVD.

Çima Pêvajoyên Fîlmên Tenik di Çêkirina Çîpan de Girîng in?

Ji bo mînakkirinê, nanekî sade yê pijandî xeyal bikin. Bi tena serê xwe, dibe ku tama wê bêtam be. Lêbelê, bi firçekirina rûyê wê bi sosên cûda - wekî pasta fasûliyê ya xweş an şerbeta maltê ya şîrîn - hûn dikarin tama wê bi tevahî biguherînin. Ev pêçanên ku tamê zêde dikin dişibinfîlmên tenikdi pêvajoyên nîvconductor de, di heman demê de nanê tenik bixwe temsîl dikesubstrat.

Di çêkirina çîpan de, fîlmên tenik gelek rolên fonksiyonel dilîzin - îzolekirin, konduktîvîtî, pasîfîzekirin, vegirtina ronahiyê, û hwd. - û her fonksiyonek teknîkek taybetî ya danîna çîpan hewce dike.

1. Depozîsyona Buhara Kîmyewî ya Metal-Organîk (MOCVD)

MOCVD teknîkek pir pêşketî û rast e ku ji bo danîna fîlmên tenik û nanostruktûrên nîvconductor ên bi kalîte bilind tê bikar anîn. Ew di çêkirina cîhazên wekî LED, lazer û elektronîkên hêzê de roleke girîng dilîze.

Pêkhateyên Sereke yên Sîstema MOCVD:

• Sîstema Radestkirina Gazê
  Berpirsiyarê danîna rast a reaktantan nav odeya reaksiyonê ye. Ev kontrolkirina herikîna:

• Gazên hilgir

• Pêşgirên metal-organîk

• Gazên hîdrîd
  Sîstem ji bo guheztina di navbera modên mezinbûn û paqijkirinê de valvên piralî vedihewîne.

• Odeya Reaksiyonê
  Dilê pergalê ku mezinbûna rastîn a materyalê lê çêdibe. Pêkhateyên wê ev in:

  • Hêza grafîtê (xwediyê substratê)

  • Sensorên germkirin û germahiyê

  • Portên optîkî ji bo çavdêriya li cîh

  • Bazûyên robotîk ji bo barkirin/dakêşana otomatîkî ya waferê

• Sîstema Kontrolkirina Mezinbûnê
  Ji kontrolkerên mantiqî yên bernamekirî û kompîturek mêvandar pêk tê. Ev yek çavdêriya rast û dubarekirinê di tevahiya pêvajoya danîna daneyan de misoger dike.

• Çavdêriya Li Cîhê
  Amûrên wekî pîrometer û reflektometre dipîvin:

  • Qalindahiya fîlmê

  • Germahiya rûyê erdê

  • Xurbûna substratê
    Ev dihêlin ku mirov bersiv û sererastkirinê di dema rast de peyda bike.

• Sîstema Dermankirina Egzozê
  Ji bo misogerkirina ewlehî û lihevhatina jîngehê, berhemên jehrîn bi karanîna hilweşîna germî an katalîzasyona kîmyewî derman dike.

Mîhengkirina Serşoka Girtî-Girêdayî (CCS):

Di reaktorên MOCVD yên vertîkal de, sêwirana CCS dihêle ku gaz bi rêya nozulên alternatîf di avahiyek serşokê de bi rengek yekreng werin şandin. Ev reaksiyonên pêşwext kêm dike û tevlihevkirina yekreng zêde dike.

• Ewsüsceptorê grafîtê yê zivirîbêtir dibe alîkar ku çîna sînor a gazan homojen bibe, û yekrengiya fîlmê li seranserê waferê baştir bike.

2. Sputterkirina Magnetronê

Sputterkirina magnetronê rêbazeke depokirina buxara fîzîkî (PVD) ye ku bi berfirehî ji bo depokirina fîlim û pêçanên tenik, bi taybetî di elektronîk, optîk û seramîk de tê bikar anîn.

Prensîba Xebatê:

1. Materyalê Armanc
   Materyalê çavkanî yê ku were danîn - metal, oksîd, nîtrîd, û hwd. - li ser katodekê tê sabît kirin.

2. Odeya Valahîyê
   Pêvajo di bin valahiyek bilind de tê kirin da ku ji qirêjbûnê dûr bikeve.

3. Çêkirina Plazmayê
   Gazeke bêbandor, bi gelemperî argon, tê iyonîzekirin da ku plazmayê çêbike.

4. Serlêdana Qada Magnetîk
   Zeviyek magnetîkî elektronan nêzîkî hedefê dorpêç dike da ku karîgeriya îyonîzasyonê zêde bike.

5. Pêvajoya Sputterkirinê
   Îyon hedefê bombebaran dikin, atomên ku di odeyê re derbas dibin û li ser substratê kom dibin, ji cihê xwe derdixin.

Avantajên Sputterkirina Magnetronê:

• Depozkirina Fîlmê ya Yekgirtîli seranserê deverên mezin.

• Kapasîteya Depokirina Tevlihevên Kompleks, di nav de alloy û seramîk.

• Parametreyên Pêvajoya Mîhengbarji bo kontrola rastîn a qalindahî, pêkhate û mîkroavahîyê.

• Kalîteya Fîlmê Bilindbi hêza mekanîkî û girêdana xurt.

• Lihevhatina Materyalên Berfireh, ji metalan bigire heya oksîd û nîtrîdan.

• Operasyona Germahiya Kêm, ji bo substratên hesas ên germahiyê minasib e.

3. Depozîsyona Buhara Kîmyewî ya Bi Plazmayê Zêdekirî (PECVD)

PECVD bi berfirehî ji bo danîna fîlmên tenik ên wekî nîtrîda silîkonê (SiNx), dîoksîda silîkonê (SiO₂), û silîkona amorf tê bikar anîn.

Rêzman:

Di sîstema PECVD de, gazên pêşeng têne danîn nav odeyeke valahiyê ku tê deplazmaya derxistina şewqêbi karanîna tê çêkirin:

• ajîtasyona RF

• Voltaja bilind a DC

• Çavkaniyên mîkropêlê an pulsasyonî

Plazma reaksiyonên qonaxa gazê çalak dike, cureyên reaktîf çêdike ku li ser substratê kom dibin û fîlmek tenik çêdikin.

Gavên Depozîtoyê:

1. Pêkhatina Plazmayê
   Gazên pêşeng, ku ji aliyê zeviyên elektromagnetîk ve tên çalakkirin, iyonîze dibin û radîkal û îyonên reaktîf çêdikin.

2. Reaksiyon û Veguhastin
   Ev cure dema ku ber bi substratê ve diçin, reaksiyonên duyemîn derbas dikin.

3. Reaksiyona Rûyê
   Dema ku digihîjin substratê, ew dihelin, reaksiyonê nîşan didin û fîlmek hişk çêdikin. Hin berhemên alî wekî gazan têne berdan.

Feydeyên PECVD:

• Yekrengiya Hêjadi pêkhateya fîlmê û stûriyê de.

• Pêveka Xurttewra di germahiyên depokirinê yên nisbeten kêm de jî.

• Rêjeyên Bilind ên Depozîsyonê, ku ew ji bo hilberîna di asta pîşesaziyê de minasib dike.

4. Teknîkên Taybetmendiya Fîlma Tenik

Têgihîştina taybetmendiyên fîlmên tenik ji bo kontrola kalîteyê girîng e. Teknîkên hevpar ev in:

(1) Difraksiyona tîrêjên X (XRD)

• ArmancStrukturên krîstal, sabîtên tora reş (late) û arastekirinan analîz bikin.

• RêzmanLi gorî Qanûna Bragg, dipîve ka tîrêjên X çawa di nav madeyek krîstalî de belav dibin.

• SerlêdanKrîstalografî, analîza qonaxê, pîvandina zorê, û nirxandina fîlma tenik.

(2) Mîkroskopiya Elektronîk a Skenkirinê (SEM)

• ArmancMorfolojî û mîkroavahîya rûvî bişopînin.

• Rêzman: Tîrêjek elektronê bikar tîne da ku rûyê nimûneyê bişopîne. Sînyalên hatine tespîtkirin (mînak, elektronên duyemîn û yên paşve belavbûyî) hûrguliyên rûyê eşkere dikin.

• SerlêdanZanista materyalan, nanoteknolojî, biyolojî, û analîza têkçûnê.

(3) Mîkroskopiya Hêza Atomî (AFM)

• ArmancRûyên wêneyan bi çareseriya atomî an nanometre.

• RêzmanProbeyeke tûj rûyê erdê dişopîne dema ku hêza têkiliyê ya sabît diparêze; cihguherînên vertîkal topografyayeke 3D çêdikin.

• SerlêdanLêkolîna nanostruktûrê, pîvandina hişkbûna rûberê, lêkolînên biyomolekuler.