تنطوي عملية الترسيب الفيزيائي للبخار الفيزيائي (PVD) في أشباه الموصلات على تبخير مادة صلبة في الفراغ، يليها ترسيب هذه المادة على ركيزة لتشكيل طبقة رقيقة. وتُعد هذه الطريقة ضرورية لإنشاء طلاءات متينة ومقاومة للتآكل ضرورية لتصنيع أشباه الموصلات.
ملخص العملية:
- تبخير المادة: يتم تحويل المادة الصلبة المراد ترسيبها إلى بخار بوسائل فيزيائية. ويمكن تحقيق ذلك من خلال طرق مثل الاخرق، حيث يتم قذف الذرات من المادة المستهدفة بسبب قصفها بجسيمات نشطة، أو عن طريق التبخير، حيث يتم تسخين المادة حتى تتحول إلى بخار.
- نقل البخار: ينتقل البخار بعد ذلك عبر منطقة ذات ضغط منخفض من مصدره إلى الركيزة. تتطلب هذه الخطوة بيئة تفريغ عالية لضمان انتقال البخار دون تداخل من الجسيمات أو الغازات الأخرى.
- التكثيف على الركيزة: يخضع البخار للتكثيف على الركيزة مكونًا طبقة رقيقة. وهذا الفيلم ضروري لإضفاء خصائص كهربائية محددة على أشباه الموصلات.
شرح مفصل:
- طرق التبخير: في التبخير، يصطدم جسيم عالي الطاقة (عادةً ذرة غاز مؤين) بالمادة المستهدفة، مما يؤدي إلى قذف الذرات. في التبخير، تُستخدم إما الطاقة الحرارية أو شعاع إلكترون لتسخين المادة إلى درجة الغليان، مما يحولها إلى بخار.
- بيئة تفريغ عالية: يعد التفريغ العالي ضرورياً لمنع التلوث وضمان انتقال البخار مباشرة إلى الركيزة دون تصادمات قد تغير مساره أو تتكثف قبل الأوان. وهذا مهم بشكل خاص في تصنيع أشباه الموصلات، حيث يمكن أن تؤثر حتى الشوائب المجهرية بشكل كبير على أداء الجهاز.
- التكثيف وتكوين الغشاء: عندما يصل البخار إلى الركيزة الأكثر برودة، يتكثف مشكلاً طبقة رقيقة وموحدة. وتُعد خصائص هذه الطبقة، مثل سُمكها وتجانسها، حاسمة بالنسبة لوظائف أشباه الموصلات. يمكن دمج تقنيات مثل أدوات التحكم في الموقع في أنظمة PVD لمراقبة وضبط معلمات العملية للحصول على الجودة المثلى للفيلم.
التطبيقات في أشباه الموصلات:
يُستخدم الترسيب بالترسيب الكهروضوئي الفائق في تصنيع أشباه الموصلات لترسيب الأغشية الرقيقة التي توفر الخصائص الكهربائية الأساسية. وفي حين أن ترسيب البخار الكيميائي (CVD) هو الأكثر استخدامًا نظرًا لدقته العالية، فإن تقنية PVD توفر ميزة إنتاج طلاءات عالية النقاء، وهي ضرورية لتطبيقات أشباه الموصلات المتقدمة.الخلاصة:
