تُعد عملية الترسيب في تصنيع أشباه الموصلات خطوة حاسمة تُستخدم لإنشاء مواد صلبة عالية الجودة وعالية الأداء وأغشية رقيقة ضرورية لوظائف الأجهزة.وتتضمن ترسيب مواد مثل الألومنيوم والطبقات الثانوية الأخرى على الركيزة باستخدام تقنيات مختلفة مثل الترسيب الكيميائي بالبخار (CVD) والترسيب الكيميائي بالبخار المعزز بالبلازما (PECVD) والترسيب الفيزيائي بالبخار (PVD).تحدث العملية عادةً في حجرة تفريغ وتتضمن خطوات مثل الرفع والحفر والطلاء والتغليف والتخفيض.يتم استخدام تقنيات الترسيب مثل تقنية الترسيب بالترسيب القابل للتفريغ بالضغط المنخفض (LPCVD) والترسيب بالطبقة الذرية (ALD) وغيرها لضمان وضع طبقات دقيقة من المواد، وهو أمر حيوي لأداء وموثوقية أجهزة أشباه الموصلات.
شرح النقاط الرئيسية:
-
الغرض من الترسيب في تصنيع أشباه الموصلات:
- تُستخدم عملية الترسيب لإنشاء الأغشية الرقيقة والمواد الصلبة التي تشكل الطبقات الوظيفية لأجهزة أشباه الموصلات.
- هذه الطبقات مهمة للغاية بالنسبة للخصائص الكهربائية والحرارية والميكانيكية للجهاز، مما يضمن الأداء العالي والموثوقية.
-
المواد المستخدمة في الترسيب:
- المواد الأولية:يُستخدم الألومنيوم عادةً للطبقة الرئيسية للركيزة نظرًا لتوصيلها الممتاز وتوافقها مع عمليات أشباه الموصلات.
- المواد الثانوية:يتم ترسيب مواد أخرى، مثل التنجستن وثاني أكسيد السيليكون والنتريد، كطبقات ثانوية لتشكيل مكونات عازلة أو موصلة أو واقية.
-
تقنيات الترسيب:
-
ترسيب البخار الكيميائي (CVD):عملية تستخدم فيها المتفاعلات الغازية لترسيب المواد الصلبة على الركيزة.وتشمل الأمثلة على ذلك:
- HDP-CVD (HDP-CVD) (بلازما CVD عالية الكثافة):تستخدم للأفلام عالية الجودة والكثيفة.
- تقنية CVD المعززة بالبلازما (PECVD):يستخدم البلازما لتعزيز التفاعلات الكيميائية في درجات حرارة منخفضة.
- التنغستن بالتفريغ القابل للذوبان:يستخدم خصيصاً لترسيب طبقات التنغستن.
- الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD):ينطوي على طرق فيزيائية مثل الاخرق أو التبخير لترسيب المواد.
- ترسيب الطبقة الذرية (ALD):تقنية دقيقة لترسيب الأغشية فائقة الرقة طبقة تلو الأخرى.
-
ترسيب البخار الكيميائي (CVD):عملية تستخدم فيها المتفاعلات الغازية لترسيب المواد الصلبة على الركيزة.وتشمل الأمثلة على ذلك:
-
خطوات عملية الترسيب:
- تصعيد-أعلى-أعلى:يتم إعداد غرفة التفريغ عن طريق زيادة درجة الحرارة وخفض الضغط تدريجيًا لتهيئة الظروف المثالية للترسيب.
- الحفر:يتم تنظيف الركيزة باستخدام الحفر بالبلازما لإزالة الملوثات وتحسين التصاق المادة المترسبة.
- الطلاء:يتم إسقاط المادة المراد ترسيبها على الركيزة، مما يشكل طبقة رقيقة.
- الإسقاط:يتم إعادة الحجرة إلى درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط باستخدام نظام تبريد.
-
تقنيات الترسيب الشائعة:
- :: التفكيك القابل للذوبان القابل للذوبان في البولي فينيل متعدد الكلور (LPCVD) منخفض الضغط:يعمل بضغوط منخفضة لترسيب غشاء موحد.
- التفريغ القابل للقنوات CVD دون الجوي (SACVD):تُستخدم لتطبيقات محددة تتطلب ظروفًا دون الغلاف الجوي.
- CVD بالضغط الجوي (APCVD):يعمل عند الضغط الجوي لترسيبات مواد معينة.
- التفريغ القابل للتفريغ القابل للتبريد بالتقنية CVD (UHV-CVD):تستخدم للأفلام عالية النقاء في التطبيقات المتقدمة.
- الترسيب فوق الإبطي (Epi):ينمو طبقات أحادية البلورة على الركيزة للأجهزة عالية الأداء.
-
التكامل مع تصنيع أشباه الموصلات:
- يتم دمج عملية الترسيب مع خطوات التصنيع الأخرى، مثل الطباعة الليثوغرافية الضوئية والحفر والنقش والتطعيم لإنشاء هياكل أشباه موصلات معقدة.
- على سبيل المثال، بعد عملية الترسيب، يتم استخدام النقش الضوئي والحفر لتحديد ميزات محددة على الطبقات المترسبة.
-
التطبيقات والأهمية:
- الترسيب ضروري لإنشاء الوصلات البينية وأكاسيد البوابات والطبقات العازلة في أجهزة أشباه الموصلات.
- فهو يضمن وضع الطبقات الدقيقة للمواد المطلوبة للتقنيات المتقدمة مثل المعالجات الدقيقة ورقائق الذاكرة وأجهزة الاستشعار.
من خلال فهم عملية الترسيب وتقنياتها المختلفة، يمكن لمصنعي أشباه الموصلات إنتاج أجهزة ذات الخصائص الكهربائية والميكانيكية المطلوبة، مما يضمن الأداء العالي والموثوقية في الإلكترونيات الحديثة.
جدول ملخص:
| الجانب | التفاصيل |
|---|---|
| الغرض | إنشاء أغشية رقيقة ومواد صلبة لوظائف أجهزة أشباه الموصلات. |
| المواد الأولية | ألومنيوم للتوصيل والتوافق. |
| مواد ثانوية | التنجستن وثاني أكسيد السيليكون والنتريد للعزل والحماية. |
| التقنيات | التفحيم بالتقنية CVD، PECVD، PVD، PVD، PVD، ALD، LPCVD، SACVD، APCVD، UHV-CVD، الترسيب فوق البنفسجي المتطاير، الترسيب الإبيتاكسى. |
| خطوات العملية | التكبير، والحفر، والطلاء، والتغليف، والتخفيض. |
| التطبيقات | الوصلات البينية، وأكاسيد البوابات، والطبقات العازلة في المعالجات الدقيقة والمستشعرات. |
اكتشف كيف يمكن لتقنيات الترسيب المتقدمة أن تعزز تصنيع أشباه الموصلات لديك- اتصل بخبرائنا اليوم !
