تتضمن عملية الترسيب الغشائي لأشباه الموصلات تطبيق طبقات رقيقة من المواد على الركيزة، وهو أمر بالغ الأهمية لإنشاء الهياكل المعقدة في أجهزة أشباه الموصلات. والطريقتان الأساسيتان هما الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) والترسيب الفيزيائي للبخار (PVD). تُستخدم طريقة الترسيب الكيميائي بالتبخير الكيميائي على نطاق واسع نظرًا لدقتها وقدرتها على ترسيب مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك العوازل والمعادن والسبائك. ومن ناحية أخرى، يُعرف الترسيب بالترسيب بالبخار القابل للتبخير (PVD) بإنتاج طلاءات عالية النقاء من خلال تقنيات مثل الرش والتبخير. كلتا الطريقتين ضروريتان لتحقيق الأغشية الرقيقة عالية الجودة المطلوبة في الأجهزة الإلكترونية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
ترسيب البخار الكيميائي (CVD)
- العملية: ينطوي التفريغ القابل للقنوات CVD على استخدام تفاعلات كيميائية لترسيب طبقة رقيقة على ركيزة. يتم إدخال غازات السلائف في غرفة التفاعل، حيث تتفاعل وتشكل طبقة صلبة على الركيزة.
-
الأنواع:
- التفحيم القابل للذوبان القابل للذوبان في الماء (LPCVD) منخفض الضغط: يعمل بضغوط منخفضة لتحسين اتساق الغشاء وتقليل التلوث.
- التفريد القابل للسحب القابل للتحويل بالبلازما المعزز (PECVD): يستخدم البلازما لتعزيز التفاعل الكيميائي، مما يسمح بالترسيب في درجات حرارة منخفضة.
- ترسيب الطبقة الذرية (ALD): ترسب الرقائق طبقة ذرية واحدة في كل مرة، مما يوفر تحكمًا ممتازًا في سماكة الرقائق وتكوينها.
- التطبيقات: يُستخدم التفريغ القابل للقنوات CVD لترسيب المواد العازلة والمواد المعدنية والسبائك المعدنية في أجهزة أشباه الموصلات.
-
ترسيب البخار الفيزيائي (PVD)
- العملية: ينطوي PVD على النقل المادي للمادة من مصدر إلى الركيزة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تقنيات مثل التبخير بالرش أو التبخير الحراري أو التبخير بالحزمة الإلكترونية.
-
التقنيات:
- الاهتزاز: ينطوي على قصف مادة مستهدفة بأيونات عالية الطاقة، مما يؤدي إلى قذف الذرات وترسيبها على الركيزة.
- التبخر الحراري: يتم تسخين المادة المصدر حتى تتبخر، ويتكثف البخار على الركيزة.
- التبخر بالشعاع الإلكتروني: يستخدم شعاع إلكتروني لتسخين المادة المصدر، مما يسمح بترسيب أغشية عالية النقاء.
- التطبيقات: تُستخدم تقنية PVD لترسيب الطلاءات عالية النقاء وهي مفيدة بشكل خاص للمواد التي تتطلب مستويات عالية من النقاء والتحكم.
-
تقنيات الإيداع الأخرى
- التحلل الحراري بالرش: ينطوي على رش محلول على الركيزة، والذي يتحلل حرارياً بعد ذلك لتشكيل طبقة رقيقة.
- مجهر الحزمة الجزيئية (MBE): شكل من أشكال تقنية PVD حيث يتم توجيه أشعة من الذرات أو الجزيئات على الركيزة لتنمية الطبقات الفوقية.
- الطلاء الكهربائي: تُستخدم لترسيب الأغشية المعدنية من خلال عملية كهروكيميائية.
-
الخطوات الرئيسية في تصنيع أجهزة أشباه الموصلات
- تشكيل الطبقات: يتم تشكيل طبقة أمونيا على الطبقة البينية العازلة، تليها طبقة مقاومة للضوء.
- ترصيع مقاوم للضوء: يتم تطوير نمط مقاوم للضوء على الركيزة.
- النقش: يتم حفر طبقة الأمونيا والطبقة العازلة البينية باستخدام نمط مقاوم الضوء كقناع.
- المنشطات: يتم إدخال المنشطات في مادة أشباه الموصلات لتعديل خواصها الكهربائية.
-
أهمية تقنيات الترسيب في تصنيع أشباه الموصلات
- الدقة والتحكم: توفر تقنيات مثل تقنية التجريد المستطيل الأحادي الانحلالي المستطيل وتقنية PECVD تحكمًا دقيقًا في سمك الفيلم وتكوينه، وهو أمر بالغ الأهمية لتصغير أجهزة أشباه الموصلات.
- تعدد استخدامات المواد: يمكن للتقنية CVD و PVD ترسيب مجموعة واسعة من المواد، من العوازل إلى المعادن، مما يتيح إنشاء هياكل معقدة للأجهزة.
- نقاوة عالية: تشتهر تقنيات PVD، على وجه الخصوص، بإنتاج أغشية عالية النقاء، وهي ضرورية لأداء وموثوقية أجهزة أشباه الموصلات.
وباختصار، تُعد عملية ترسيب الأفلام لأشباه الموصلات خطوة حاسمة في تصنيع الأجهزة، حيث تتضمن مجموعة متنوعة من التقنيات لتحقيق خصائص المواد المطلوبة وأداء الجهاز. وتؤدي كل من عملية الترسيب بالترسيب بالقطع القابل للذوبان CVD و PVD أدوارًا أساسية، حيث يقدم كل منهما مزايا فريدة من حيث الدقة وتعدد استخدامات المواد والنقاء.
جدول ملخص:
| التقنية | الميزات الرئيسية | التطبيقات |
|---|---|---|
| ترسيب البخار الكيميائي (CVD) |
- يستخدم التفاعلات الكيميائية لترسيب الأغشية الرقيقة
- الأنواع: LPCVD، PECVD، ALD |
- المواد العازلة
- المواد المعدنية - السبائك المعدنية |
| ترسيب البخار الفيزيائي (PVD) |
- النقل المادي للمواد
- التقنيات: التبخير بالرش، والتبخير الحراري، والتبخير بالحزمة الإلكترونية |
- طلاءات عالية النقاء
- المواد التي تتطلب درجة نقاء ومراقبة عالية |
| تقنيات أخرى |
- التحلل الحراري بالرش
- مجهر الحزمة الجزيئية (MBE) - الطلاء الكهربائي |
- تشكيل الأغشية الرقيقة
- الطبقات فوق اللمعان - أغشية معدنية |
تحسين عملية تصنيع أشباه الموصلات باستخدام تقنيات الترسيب المتقدمة- تواصل مع خبرائنا اليوم !
