સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયા અને સાધનો(7/7)- પાતળી ફિલ્મ ગ્રોથ પ્રક્રિયા અને સાધનો

1. પરિચય

ભૌતિક અથવા રાસાયણિક પદ્ધતિઓ દ્વારા સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સપાટી પર પદાર્થો (કાચા માલ)ને જોડવાની પ્રક્રિયાને પાતળી ફિલ્મ વૃદ્ધિ કહેવામાં આવે છે.
વિવિધ કાર્યકારી સિદ્ધાંતો અનુસાર, સંકલિત સર્કિટ પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશનને આમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
-શારીરિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD);
રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD);
- એક્સ્ટેંશન.

 
2. પાતળા ફિલ્મ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા

2.1 ભૌતિક બાષ્પ જમાવટ અને સ્પુટરિંગ પ્રક્રિયા

ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD) પ્રક્રિયા વેફરની સપાટી પર પાતળી ફિલ્મ બનાવવા માટે વેક્યૂમ બાષ્પીભવન, સ્પુટરિંગ, પ્લાઝ્મા કોટિંગ અને મોલેક્યુલર બીમ એપિટાક્સી જેવી ભૌતિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે.

VLSI ઉદ્યોગમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી PVD ટેક્નોલોજી સ્પટરિંગ છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટના મેટલ ઇન્ટરકનેક્ટ માટે થાય છે. સ્પુટરિંગ એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં દુર્લભ વાયુઓ [જેમ કે આર્ગોન (Ar)] ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયા હેઠળ આયનો (જેમ કે Ar+) માં આયનીકરણ થાય છે, અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વાતાવરણ હેઠળ સામગ્રીના લક્ષ્ય સ્ત્રોત પર બોમ્બમારો કરે છે, લક્ષ્ય સામગ્રીના અણુઓ અથવા પરમાણુઓને પછાડીને, અને પછી વેફરની સપાટી પર આવીને પછી પાતળી ફિલ્મ બનાવવા માટે અથડામણ-મુક્ત ફ્લાઇટ પ્રક્રિયા. Ar સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને તેના આયનો લક્ષ્ય સામગ્રી અને ફિલ્મ સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરશે નહીં. ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપ્સ 0.13μm કોપર ઇન્ટરકનેક્ટ યુગમાં પ્રવેશે છે, કોપર બેરિયર મટિરિયલ લેયર ટાઇટેનિયમ નાઇટ્રાઇડ (TiN) અથવા ટેન્ટેલમ નાઇટ્રાઇડ (TaN) ફિલ્મનો ઉપયોગ કરે છે. ઔદ્યોગિક તકનીકની માંગએ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સ્પટરિંગ તકનીકના સંશોધન અને વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે, એટલે કે, સ્પટરિંગ ચેમ્બરમાં, Ar ઉપરાંત, પ્રતિક્રિયાશીલ ગેસ નાઇટ્રોજન (N2) પણ છે, જેથી Ti અથવા Ta બોમ્બાર્ડમાંથી બહાર નીકળે છે. લક્ષ્ય સામગ્રી Ti અથવા Ta જરૂરી TiN અથવા TaN ફિલ્મ બનાવવા માટે N2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

DC સ્પુટરીંગ, RF સ્પુટરીંગ અને મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરીંગ એમ ત્રણ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સ્પુટરીંગ પદ્ધતિઓ છે. જેમ જેમ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટનું એકીકરણ સતત વધી રહ્યું છે તેમ, મલ્ટિ-લેયર મેટલ વાયરિંગના સ્તરોની સંખ્યા વધી રહી છે, અને PVD તકનીકનો ઉપયોગ વધુને વધુ વ્યાપક બની રહ્યો છે. PVD સામગ્રીઓમાં અલ-સી, અલ-ક્યુ, અલ-સી-ક્યુ, ટી, તા, કો, ટીએન, ટાએન, ની, ડબલ્યુએસઆઈ2, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

PVD અને સ્પટરિંગ પ્રક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે 1×10-7 થી 9×10-9 Torr ની વેક્યૂમ ડિગ્રી સાથે અત્યંત સીલબંધ પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં પૂર્ણ થાય છે, જે પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ગેસની શુદ્ધતાની ખાતરી કરી શકે છે; તે જ સમયે, લક્ષ્ય પર બોમ્બમારો કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચું વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરવા માટે દુર્લભ ગેસને આયનાઇઝ કરવા માટે બાહ્ય ઉચ્ચ વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે. PVD અને સ્પટરિંગ પ્રક્રિયાઓનું મૂલ્યાંકન કરવા માટેના મુખ્ય પરિમાણોમાં ધૂળની માત્રા, તેમજ પ્રતિરોધક મૂલ્ય, એકરૂપતા, પ્રતિબિંબિતતાની જાડાઈ અને રચાયેલી ફિલ્મની તાણનો સમાવેશ થાય છે.

2.2 રાસાયણિક બાષ્પ જમાવટ અને સ્પુટરિંગ પ્રક્રિયા

રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) એ એક પ્રક્રિયા તકનીકનો સંદર્ભ આપે છે જેમાં વિવિધ આંશિક દબાણવાળા વાયુયુક્ત પ્રતિક્રિયાઓ ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ પર રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને પેદા થયેલ ઘન પદાર્થો ઇચ્છિત પાતળા મેળવવા માટે સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સપાટી પર જમા કરવામાં આવે છે. ફિલ્મ પરંપરાગત સંકલિત સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, મેળવેલી પાતળી ફિલ્મ સામગ્રી સામાન્ય રીતે ઓક્સાઇડ્સ, નાઇટ્રાઇડ્સ, કાર્બાઇડ્સ અથવા પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન અને આકારહીન સિલિકોન જેવી સામગ્રીઓ જેવા સંયોજનો હોય છે. સિલેક્ટિવ એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ, જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 45nm નોડ પછી થાય છે, જેમ કે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન SiGe અથવા Si સિલેક્ટિવ એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ, એ પણ CVD ટેક્નોલોજી છે.

આ ટેક્નોલોજી મૂળ જાળીની સાથે સિલિકોન અથવા અન્ય સામગ્રીના સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર સમાન પ્રકારની અથવા મૂળ જાળી જેવી જ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સામગ્રીઓનું નિર્માણ કરવાનું ચાલુ રાખી શકે છે. સીવીડીનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેટીંગ ડાઇલેક્ટ્રિક ફિલ્મો (જેમ કે SiO2, Si3N4 અને SiON, વગેરે) અને મેટલ ફિલ્મો (જેમ કે ટંગસ્ટન વગેરે)ના વિકાસમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

સામાન્ય રીતે, દબાણ વર્ગીકરણ મુજબ, CVD ને વાતાવરણીય દબાણ રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (APCVD), સબ-એટમોસ્ફિયર પ્રેશર કેમિકલ વરાળ ડિપોઝિશન (SAPCVD) અને નીચા દબાણવાળા રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (LPCVD) માં વિભાજિત કરી શકાય છે.

તાપમાન વર્ગીકરણ મુજબ, CVD ને ઉચ્ચ તાપમાન/નીચા તાપમાન ઓક્સાઇડ ફિલ્મ રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (HTO/LTO CVD) અને ઝડપી થર્મલ કેમિકલ વરાળ ડિપોઝિશન (રેપિડ થર્મલ CVD, RTCVD) માં વિભાજિત કરી શકાય છે;

પ્રતિક્રિયા સ્ત્રોત અનુસાર, CVD ને સિલેન-આધારિત CVD, પોલિએસ્ટર-આધારિત CVD (TEOS-આધારિત CVD) અને મેટલ ઓર્ગેનિક કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (MOCVD) માં વિભાજિત કરી શકાય છે;

ઉર્જા વર્ગીકરણ મુજબ, CVD ને થર્મલ કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (થર્મલ CVD), પ્લાઝ્મા એનહાન્સ્ડ રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (પ્લાઝમા એનહાન્સ્ડ CVD, PECVD) અને હાઈ ડેન્સિટી પ્લાઝ્મા રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (હાઈ ડેન્સિટી પ્લાઝ્મા CVD, HDPCVD) માં વિભાજિત કરી શકાય છે. તાજેતરમાં, ઉત્કૃષ્ટ ગેપ ભરવાની ક્ષમતા સાથે વહેવા યોગ્ય રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (ફ્લોએબલ CVD, FCVD) પણ વિકસાવવામાં આવી છે.

જુદી જુદી CVD-ઉગાડવામાં આવેલી ફિલ્મોમાં અલગ-અલગ ગુણધર્મો હોય છે (જેમ કે રાસાયણિક રચના, ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ, ટેન્શન, સ્ટ્રેસ અને બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ) અને વિવિધ પ્રક્રિયા જરૂરિયાતો (જેમ કે તાપમાન, સ્ટેપ કવરેજ, ફિલિંગ જરૂરિયાતો વગેરે) અનુસાર અલગથી ઉપયોગ કરી શકાય છે.

2.3 અણુ સ્તર જુબાની પ્રક્રિયા

એટોમિક લેયર ડિપોઝિશન (ALD) એ એક અણુ ફિલ્મ સ્તરને સ્તર દ્વારા વધારીને સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી પર સ્તર દ્વારા પરમાણુ સ્તરના જુબાનીનો સંદર્ભ આપે છે. એક લાક્ષણિક ALD વૈકલ્પિક રીતે સ્પંદનીય રીતે રિએક્ટરમાં વાયુયુક્ત પુરોગામી દાખલ કરવાની પદ્ધતિ અપનાવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, પ્રથમ, પ્રતિક્રિયા પુરોગામી 1 સબસ્ટ્રેટ સપાટીમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, અને રાસાયણિક શોષણ પછી, સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર એક અણુ સ્તર રચાય છે; પછી સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર અને પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં બાકી રહેલ પુરોગામી 1 એર પંપ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે; પછી પ્રતિક્રિયા પુરોગામી 2 સબસ્ટ્રેટ સપાટીમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, અને સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર અનુરૂપ પાતળી ફિલ્મ સામગ્રી અને અનુરૂપ ઉપ-ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરવા માટે સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર શોષાયેલા પૂર્વવર્તી 1 સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે; જ્યારે પુરોગામી 1 સંપૂર્ણ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા આપમેળે સમાપ્ત થઈ જશે, જે ALD ની સ્વ-મર્યાદિત લાક્ષણિકતા છે, અને પછી બાકીના રિએક્ટન્ટ્સ અને ઉપ-ઉત્પાદનોને વૃદ્ધિના આગલા તબક્કા માટે તૈયાર કરવા માટે કાઢવામાં આવે છે; ઉપરોક્ત પ્રક્રિયાને સતત પુનરાવર્તિત કરીને, એક અણુ સાથે સ્તર-દર-સ્તર ઉગાડવામાં આવેલી પાતળી ફિલ્મ સામગ્રીનું નિરાકરણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

ALD અને CVD બંને સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે વાયુયુક્ત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના સ્ત્રોતને રજૂ કરવાની રીતો છે, પરંતુ તફાવત એ છે કે CVDના વાયુ પ્રતિક્રિયા સ્ત્રોતમાં સ્વ-મર્યાદિત વૃદ્ધિની લાક્ષણિકતા નથી. તે જોઈ શકાય છે કે ALD ટેક્નોલોજી વિકસાવવાની ચાવી એ સ્વ-મર્યાદિત પ્રતિક્રિયા ગુણધર્મો સાથે પૂર્વવર્તી શોધવાનું છે.

2.4 એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા

એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા એ સબસ્ટ્રેટ પર સંપૂર્ણપણે ઓર્ડર કરેલ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્તરને ઉગાડવાની પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા એ એક જ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ પર મૂળ સબસ્ટ્રેટની જેમ જ જાળીના ઓરિએન્ટેશન સાથે સ્ફટિક સ્તરને ઉગાડવાનો છે. સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગમાં એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ઉદ્યોગમાં એપિટેક્સિયલ સિલિકોન વેફર્સ, એમઓએસ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો એમ્બેડેડ સોર્સ અને ડ્રેઇન એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ, એલઇડી સબસ્ટ્રેટ પર એપિટાક્સિયલ ગ્રોથ વગેરે.

વૃદ્ધિ સ્ત્રોતની વિવિધ તબક્કાની સ્થિતિઓ અનુસાર, એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિની પદ્ધતિઓને ઘન તબક્કાના એપિટેક્સી, પ્રવાહી તબક્કાના એપિટાક્સી અને વરાળના તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે. ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી એપિટેક્સિયલ પદ્ધતિઓ સોલિડ ફેઝ એપિટેક્સી અને વેપર ફેઝ એપિટાક્સી છે.

સોલિડ ફેઝ એપિટેક્સી: નક્કર સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરીને સબસ્ટ્રેટ પર એક જ ક્રિસ્ટલ સ્તરની વૃદ્ધિનો સંદર્ભ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પછી થર્મલ એનિલિંગ એ ખરેખર એક નક્કર તબક્કાની એપિટેક્સી પ્રક્રિયા છે. આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન દરમિયાન, સિલિકોન વેફરના સિલિકોન અણુઓ ઉચ્ચ-ઉર્જા પ્રત્યારોપણ આયન દ્વારા બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, જે તેમની મૂળ જાળીની સ્થિતિ છોડીને આકારહીન બની જાય છે, સપાટી આકારહીન સિલિકોન સ્તર બનાવે છે. ઉચ્ચ-તાપમાન થર્મલ એન્નીલિંગ પછી, આકારહીન અણુઓ તેમની જાળીની સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે અને સબસ્ટ્રેટની અંદરના અણુ ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન સાથે સુસંગત રહે છે.

વરાળ તબક્કાના એપિટાક્સીની વૃદ્ધિની પદ્ધતિઓમાં રાસાયણિક વરાળ તબક્કો એપિટાક્સી, મોલેક્યુલર બીમ એપિટાક્સી, એટોમિક લેયર એપિટાક્સી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં, રાસાયણિક વરાળ તબક્કા એપિટાક્સીનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. રાસાયણિક બાષ્પ તબક્કાના એપિટાક્સીનો સિદ્ધાંત મૂળભૂત રીતે રાસાયણિક વરાળના જથ્થા જેવો જ છે. બંને એવી પ્રક્રિયાઓ છે જે ગેસના મિશ્રણ પછી વેફરની સપાટી પર રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરીને પાતળી ફિલ્મો જમા કરે છે.

તફાવત એ છે કે રાસાયણિક વરાળ તબક્કા એપિટાક્સી સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્તરને ઉગાડે છે, તે સાધનમાં અશુદ્ધતા સામગ્રી અને વેફર સપાટીની સ્વચ્છતા માટે ઉચ્ચ જરૂરિયાતો ધરાવે છે. પ્રારંભિક રાસાયણિક બાષ્પ તબક્કો એપિટેક્સિયલ સિલિકોન પ્રક્રિયા ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં (1000 ° સે કરતાં વધુ) હેઠળ હાથ ધરવાની જરૂર છે. પ્રક્રિયાના સાધનોના સુધારણા સાથે, ખાસ કરીને વેક્યૂમ એક્સચેન્જ ચેમ્બર ટેક્નોલોજીને અપનાવવાથી, સાધનસામગ્રીની પોલાણ અને સિલિકોન વેફરની સપાટીની સ્વચ્છતામાં ઘણો સુધારો થયો છે, અને સિલિકોન એપિટાક્સી નીચા તાપમાને (600-700°) કરી શકાય છે. સી). એપિટેક્સિયલ સિલિકોન વેફર પ્રક્રિયા સિલિકોન વેફરની સપાટી પર સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોનનું સ્તર ઉગાડવાનું છે.

મૂળ સિલિકોન સબસ્ટ્રેટની તુલનામાં, એપિટેક્સિયલ સિલિકોન સ્તરમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને ઓછી જાળી ખામીઓ છે, જેનાથી સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનની ઉપજમાં સુધારો થાય છે. વધુમાં, સિલિકોન વેફર પર ઉગાડવામાં આવતા એપિટેક્સિયલ સિલિકોન સ્તરની વૃદ્ધિની જાડાઈ અને ડોપિંગ સાંદ્રતાને લવચીક રીતે ડિઝાઇન કરી શકાય છે, જે ઉપકરણની ડિઝાઇનમાં લવચીકતા લાવે છે, જેમ કે સબસ્ટ્રેટ પ્રતિકાર ઘટાડવો અને સબસ્ટ્રેટ આઇસોલેશન વધારવું. એમ્બેડેડ સોર્સ-ડ્રેન એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા એ અદ્યતન લોજિક ટેક્નોલોજી નોડ્સમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીક છે.

તે એમઓએસ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન પ્રદેશોમાં ડોપેડ જર્મેનિયમ સિલિકોન અથવા સિલિકોન એપિટાક્સિલી વધતી પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે. એમ્બેડેડ સોર્સ-ડ્રેન એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયાને રજૂ કરવાના મુખ્ય ફાયદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: જાળીના અનુકૂલનને કારણે તણાવ ધરાવતા સ્યુડોક્રિસ્ટલાઇન સ્તરનો વિકાસ, ચેનલ કેરિયરની ગતિશીલતામાં સુધારો; સ્ત્રોત અને ડ્રેઇનનું ઇન-સીટુ ડોપિંગ સ્ત્રોત-ડ્રેન જંકશનના પરોપજીવી પ્રતિકારને ઘટાડી શકે છે અને ઉચ્ચ-ઊર્જા આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનની ખામીને ઘટાડી શકે છે.

3. પાતળા ફિલ્મ વૃદ્ધિ સાધનો

3.1 વેક્યુમ બાષ્પીભવન સાધનો

શૂન્યાવકાશ બાષ્પીભવન એ કોટિંગ પદ્ધતિ છે જે વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં નક્કર સામગ્રીને ગરમ કરે છે જેથી તે બાષ્પીભવન, બાષ્પીભવન અથવા ઉત્કૃષ્ટ બને અને પછી ચોક્કસ તાપમાને સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સપાટી પર ઘનીકરણ અને જમા થાય.

સામાન્ય રીતે તે ત્રણ ભાગો ધરાવે છે, એટલે કે વેક્યૂમ સિસ્ટમ, બાષ્પીભવન સિસ્ટમ અને હીટિંગ સિસ્ટમ. વેક્યુમ સિસ્ટમમાં વેક્યૂમ પાઈપો અને વેક્યૂમ પંપનો સમાવેશ થાય છે અને તેનું મુખ્ય કાર્ય બાષ્પીભવન માટે યોગ્ય વેક્યૂમ વાતાવરણ પૂરું પાડવાનું છે. બાષ્પીભવન પ્રણાલીમાં બાષ્પીભવન કોષ્ટક, હીટિંગ ઘટક અને તાપમાન માપન ઘટકનો સમાવેશ થાય છે.

બાષ્પીભવન કરવા માટેની લક્ષ્ય સામગ્રી (જેમ કે Ag, Al, વગેરે) બાષ્પીભવન ટેબલ પર મૂકવામાં આવે છે; હીટિંગ અને તાપમાન માપન ઘટક એ બંધ-લૂપ સિસ્ટમ છે જેનો ઉપયોગ બાષ્પીભવન તાપમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે સરળ બાષ્પીભવનની ખાતરી કરવા માટે થાય છે. હીટિંગ સિસ્ટમમાં વેફર સ્ટેજ અને હીટિંગ ઘટકનો સમાવેશ થાય છે. વેફર સ્ટેજનો ઉપયોગ સબસ્ટ્રેટને મૂકવા માટે થાય છે જેના પર પાતળી ફિલ્મને બાષ્પીભવન કરવાની જરૂર હોય છે, અને હીટિંગ ઘટકનો ઉપયોગ સબસ્ટ્રેટ હીટિંગ અને તાપમાન માપન પ્રતિસાદ નિયંત્રણને સમજવા માટે થાય છે.

શૂન્યાવકાશ વાતાવરણ એ શૂન્યાવકાશ બાષ્પીભવન પ્રક્રિયામાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ સ્થિતિ છે, જે બાષ્પીભવનના દર અને ફિલ્મની ગુણવત્તા સાથે સંબંધિત છે. જો શૂન્યાવકાશ ડિગ્રી આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરતી નથી, તો બાષ્પયુક્ત અણુઓ અથવા પરમાણુઓ શેષ ગેસના અણુઓ સાથે વારંવાર અથડાશે, તેમના સરેરાશ મુક્ત માર્ગને નાનો બનાવશે, અને અણુઓ અથવા પરમાણુઓ ગંભીર રીતે વેરવિખેર થઈ જશે, જેનાથી હિલચાલની દિશા બદલાશે અને ફિલ્મમાં ઘટાડો થશે. રચના દર.

વધુમાં, શેષ અશુદ્ધતા ગેસના પરમાણુઓની હાજરીને કારણે, જમા થયેલ ફિલ્મ ગંભીર રીતે દૂષિત અને નબળી ગુણવત્તાની હોય છે, ખાસ કરીને જ્યારે ચેમ્બરનો દબાણ વધવાનો દર ધોરણને મળતો નથી અને ત્યાં લીકેજ હોય ​​છે, ત્યારે હવા વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં લીક થશે. , જે ફિલ્મની ગુણવત્તા પર ગંભીર અસર કરશે.

શૂન્યાવકાશ બાષ્પીભવન સાધનોની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે કે મોટા કદના સબસ્ટ્રેટ પર કોટિંગની એકરૂપતા નબળી છે. તેની એકરૂપતા સુધારવા માટે, સ્ત્રોત-સબસ્ટ્રેટનું અંતર વધારવાની અને સબસ્ટ્રેટને ફેરવવાની પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે અપનાવવામાં આવે છે, પરંતુ સ્રોત-સબસ્ટ્રેટનું અંતર વધારવાથી ફિલ્મનો વિકાસ દર અને શુદ્ધતા બલિદાન થશે. તે જ સમયે, શૂન્યાવકાશ જગ્યામાં વધારો થવાને કારણે, બાષ્પીભવન સામગ્રીનો ઉપયોગ દર ઘટે છે.

3.2 ડીસી ભૌતિક વરાળ જમાવવાના સાધનો

ડાયરેક્ટ કરંટ ફિઝિકલ વેપર ડિપોઝિશન (DCPVD) કેથોડ સ્પુટરિંગ અથવા વેક્યુમ ડીસી ટુ-સ્ટેજ સ્પુટરિંગ તરીકે પણ ઓળખાય છે. શૂન્યાવકાશ ડીસી સ્પટરિંગની લક્ષ્ય સામગ્રીનો ઉપયોગ કેથોડ તરીકે થાય છે અને સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ એનોડ તરીકે થાય છે. શૂન્યાવકાશ સ્પુટરિંગ પ્રક્રિયા ગેસનું આયનીકરણ કરીને પ્લાઝ્મા રચવાનું છે.

ચોક્કસ માત્રામાં ઊર્જા મેળવવા માટે પ્લાઝ્મામાં ચાર્જ થયેલા કણોને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં વેગ આપવામાં આવે છે. પર્યાપ્ત ઊર્જા સાથેના કણો લક્ષ્ય સામગ્રીની સપાટી પર બોમ્બમારો કરે છે, જેથી લક્ષ્ય અણુઓ બહાર નીકળી જાય; ચોક્કસ ગતિ ઉર્જા સાથે સ્ફટર્ડ અણુઓ સબસ્ટ્રેટ તરફ આગળ વધે છે અને સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર પાતળી ફિલ્મ બનાવે છે. સ્પુટરિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતો ગેસ સામાન્ય રીતે દુર્લભ ગેસ છે, જેમ કે આર્ગોન (Ar), તેથી સ્પુટરિંગ દ્વારા બનેલી ફિલ્મ દૂષિત થશે નહીં; વધુમાં, આર્ગોનની અણુ ત્રિજ્યા સ્પુટરિંગ માટે વધુ યોગ્ય છે.

સ્પુટરિંગ કણોનું કદ સ્ફટર થવા માટે લક્ષ્ય અણુઓના કદની નજીક હોવું જોઈએ. જો કણો ખૂબ મોટા અથવા ખૂબ નાના હોય, તો અસરકારક સ્પુટરિંગ રચના કરી શકાતી નથી. અણુના કદના પરિબળ ઉપરાંત, અણુનું સમૂહ પરિબળ પણ સ્પુટરિંગ ગુણવત્તાને અસર કરશે. જો સ્પુટરિંગ કણોનો સ્ત્રોત ખૂબ જ હળવો હોય, તો લક્ષ્ય પરમાણુ સ્ફટર કરવામાં આવશે નહીં; જો સ્ફટરિંગ કણો ખૂબ ભારે હોય, તો લક્ષ્ય "વળેલું" હશે અને લક્ષ્ય સ્ફટર થશે નહીં.

DCPVD માં વપરાતી લક્ષ્ય સામગ્રી વાહક હોવી આવશ્યક છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે જ્યારે પ્રક્રિયા ગેસમાં આર્ગોન આયનો લક્ષ્ય સામગ્રી પર બોમ્બ ધડાકા કરે છે, ત્યારે તેઓ લક્ષ્ય સામગ્રીની સપાટી પરના ઇલેક્ટ્રોન સાથે ફરીથી સંયોજિત થશે. જ્યારે લક્ષ્ય સામગ્રી ધાતુ જેવી વાહક હોય છે, ત્યારે આ પુનઃસંયોજન દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોન વધુ સરળતાથી પાવર સપ્લાય દ્વારા ફરી ભરાય છે અને વિદ્યુત વહન દ્વારા લક્ષ્ય સામગ્રીના અન્ય ભાગોમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન, જેથી લક્ષ્ય સામગ્રીની સપાટી સમગ્ર નકારાત્મક ચાર્જ રહે છે અને sputtering જાળવવામાં આવે છે.

તેનાથી વિપરિત, જો લક્ષ્ય સામગ્રી ઇન્સ્યુલેટર હોય, તો લક્ષ્ય સામગ્રીની સપાટી પરના ઇલેક્ટ્રોનનું પુનઃસંયોજન થયા પછી, લક્ષ્ય સામગ્રીના અન્ય ભાગોમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન વિદ્યુત વહન દ્વારા ફરી ભરી શકાતા નથી, અને સકારાત્મક ચાર્જ પણ તેના પર એકઠા થશે. લક્ષ્ય સામગ્રીની સપાટી, જેના કારણે લક્ષ્ય સામગ્રીની સંભવિતતા વધે છે અને જ્યાં સુધી તે અદૃશ્ય ન થાય ત્યાં સુધી લક્ષ્ય સામગ્રીનો નકારાત્મક ચાર્જ નબળો પડે છે, જે આખરે સમાપ્તિ તરફ દોરી જાય છે. સ્ફટરિંગ

તેથી, ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીને સ્પુટરિંગ માટે પણ ઉપયોગી બનાવવા માટે, સ્પુટરિંગની બીજી પદ્ધતિ શોધવી જરૂરી છે. રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સ્પુટરિંગ એ સ્પુટરિંગ પદ્ધતિ છે જે વાહક અને બિન-વાહક બંને લક્ષ્યો માટે યોગ્ય છે.

DCPVD નો બીજો ગેરલાભ એ છે કે ઇગ્નીશન વોલ્ટેજ વધારે છે અને સબસ્ટ્રેટ પર ઇલેક્ટ્રોન બોમ્બાર્ડમેન્ટ મજબૂત છે. આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે એક અસરકારક રીત મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગનો ઉપયોગ કરવાનો છે, તેથી એકીકૃત સર્કિટના ક્ષેત્રમાં મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગ ખરેખર વ્યવહારુ મૂલ્ય ધરાવે છે.

3.3 આરએફ ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન ઇક્વિપમેન્ટ

રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ફિઝિકલ વેપર ડિપોઝિશન (RFPVD) ઉત્તેજના સ્ત્રોત તરીકે રેડિયો ફ્રીક્વન્સી પાવરનો ઉપયોગ કરે છે અને તે વિવિધ ધાતુ અને બિન-ધાતુ સામગ્રી માટે યોગ્ય PVD પદ્ધતિ છે.

RFPVD માં ઉપયોગમાં લેવાતા RF પાવર સપ્લાયની સામાન્ય ફ્રીક્વન્સી 13.56MHz, 20MHz અને 60MHz છે. આરએફ પાવર સપ્લાયના હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચક્ર એકાંતરે દેખાય છે. જ્યારે PVD લક્ષ્ય હકારાત્મક અડધા ચક્રમાં હોય છે, કારણ કે લક્ષ્ય સપાટી હકારાત્મક સંભવિત પર હોય છે, પ્રક્રિયા વાતાવરણમાં ઇલેક્ટ્રોન તેની સપાટી પર સંચિત હકારાત્મક ચાર્જને નિષ્ક્રિય કરવા માટે લક્ષ્ય સપાટી પર પ્રવાહ કરશે, અને ઇલેક્ટ્રોન એકઠા કરવાનું ચાલુ રાખશે, તેની સપાટીને નકારાત્મક રીતે પક્ષપાતી બનાવવી; જ્યારે સ્પટરિંગ લક્ષ્ય નકારાત્મક અડધા ચક્રમાં હોય છે, ત્યારે હકારાત્મક આયનો લક્ષ્ય તરફ જશે અને લક્ષ્ય સપાટી પર આંશિક રીતે તટસ્થ થઈ જશે.

સૌથી મહત્ત્વની બાબત એ છે કે આરએફ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલની ગતિ સકારાત્મક આયનોની તુલનામાં ઘણી ઝડપી છે, જ્યારે હકારાત્મક અને નકારાત્મક અડધા ચક્રનો સમય સમાન છે, તેથી સંપૂર્ણ ચક્ર પછી, લક્ષ્ય સપાટી હશે. "નેટ" નેગેટિવ ચાર્જ થયેલ છે. તેથી, પ્રથમ થોડા ચક્રોમાં, લક્ષ્ય સપાટીનો નકારાત્મક ચાર્જ વધતો વલણ દર્શાવે છે; પછીથી, લક્ષ્ય સપાટી સ્થિર નકારાત્મક સંભવિત સુધી પહોંચે છે; ત્યારપછી, કારણ કે લક્ષ્યના નકારાત્મક ચાર્જની ઇલેક્ટ્રોન પર પ્રતિકૂળ અસર થાય છે, લક્ષ્ય ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા પ્રાપ્ત હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જનું પ્રમાણ સંતુલિત થાય છે, અને લક્ષ્ય સ્થિર નકારાત્મક ચાર્જ રજૂ કરે છે.

ઉપરોક્ત પ્રક્રિયામાંથી, તે જોઈ શકાય છે કે નકારાત્મક વોલ્ટેજ નિર્માણની પ્રક્રિયાને લક્ષ્ય સામગ્રીના ગુણધર્મો સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી, તેથી RFPVD પદ્ધતિ માત્ર ઇન્સ્યુલેટીંગ લક્ષ્યોના સ્પુટરિંગની સમસ્યાને હલ કરી શકતી નથી, પણ તે સારી રીતે સુસંગત પણ છે. પરંપરાગત મેટલ વાહક લક્ષ્યો સાથે.

3.4 મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરિંગ સાધનો

મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગ એ PVD પદ્ધતિ છે જે લક્ષ્યની પાછળના ભાગમાં ચુંબક ઉમેરે છે. ઉમેરાયેલ ચુંબક અને ડીસી પાવર સપ્લાય (અથવા એસી પાવર સપ્લાય) સિસ્ટમ મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરિંગ સ્ત્રોત બનાવે છે. સ્પુટરિંગ સ્ત્રોતનો ઉપયોગ ચેમ્બરમાં ઇન્ટરેક્ટિવ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ બનાવવા, ચેમ્બરની અંદરના પ્લાઝમામાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ શ્રેણીને પકડવા અને મર્યાદિત કરવા, ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલના માર્ગને વિસ્તારવા અને આમ પ્લાઝ્માની સાંદ્રતા વધારવા અને આખરે વધુ પ્રાપ્ત કરવા માટે થાય છે. જુબાની

વધુમાં, કારણ કે વધુ ઇલેક્ટ્રોન લક્ષ્યની સપાટીની નજીક બંધાયેલા છે, ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા સબસ્ટ્રેટ પર તોપમારો ઓછો થાય છે, અને સબસ્ટ્રેટનું તાપમાન ઘટે છે. ફ્લેટ-પ્લેટ DCPVD ટેક્નોલૉજીની સરખામણીમાં, મેગ્નેટ્રોન ફિઝિકલ વેપર ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજીની સૌથી સ્પષ્ટ વિશેષતાઓમાંની એક એ છે કે ઇગ્નીશન ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ ઓછું અને વધુ સ્થિર છે.

તેની ઉચ્ચ પ્લાઝ્મા સાંદ્રતા અને મોટા સ્પુટરિંગ ઉપજને કારણે, તે ઉત્તમ ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા, વિશાળ કદની શ્રેણીમાં ડિપોઝિશન જાડાઈ નિયંત્રણ, ચોક્કસ રચના નિયંત્રણ અને નીચા ઇગ્નીશન વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તેથી, વર્તમાન મેટલ ફિલ્મ પીવીડીમાં મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગ પ્રબળ સ્થિતિમાં છે. સૌથી સરળ મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરિંગ સોર્સ ડિઝાઇન એ લક્ષ્ય સપાટી પરના સ્થાનિક વિસ્તારમાં લક્ષ્ય સપાટીની સમાંતર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરવા માટે સપાટ લક્ષ્યની પાછળ (વેક્યુમ સિસ્ટમની બહાર) ચુંબકનું જૂથ મૂકવું છે.

જો કાયમી ચુંબક મૂકવામાં આવે છે, તો તેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રમાણમાં નિશ્ચિત છે, પરિણામે ચેમ્બરમાં લક્ષ્ય સપાટી પર પ્રમાણમાં નિશ્ચિત ચુંબકીય ક્ષેત્રનું વિતરણ થાય છે. લક્ષ્‍યના ચોક્કસ ક્ષેત્રોમાં માત્ર સામગ્રી જ સ્ફટર થાય છે, લક્ષ્‍ય ઉપયોગ દર ઓછો છે, અને તૈયાર કરેલી ફિલ્મની એકરૂપતા નબળી છે.

એવી ચોક્કસ સંભાવના છે કે સ્ફટર્ડ ધાતુ અથવા અન્ય સામગ્રીના કણો લક્ષ્ય સપાટી પર પાછા જમા થશે, ત્યાંથી કણોમાં એકઠા થશે અને ખામી દૂષિત થશે. તેથી, વાણિજ્યિક મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરિંગ સ્ત્રોતો મોટે ભાગે ફરતી મેગ્નેટ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ ફિલ્મ એકરૂપતા, લક્ષ્ય ઉપયોગ દર અને સંપૂર્ણ લક્ષ્ય સ્પુટરિંગને સુધારવા માટે કરે છે.

આ ત્રણ પરિબળોને સંતુલિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. જો સંતુલન સારી રીતે સંભાળવામાં ન આવે તો, તે સારી ફિલ્મ એકરૂપતામાં પરિણમી શકે છે જ્યારે લક્ષ્ય ઉપયોગ દરમાં ઘણો ઘટાડો કરે છે (લક્ષ્ય જીવન ટૂંકાવીને), અથવા સંપૂર્ણ લક્ષ્ય સ્પુટરિંગ અથવા સંપૂર્ણ લક્ષ્ય કાટ પ્રાપ્ત કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે, જે સ્પુટરિંગ દરમિયાન કણોની સમસ્યાઓનું કારણ બને છે. પ્રક્રિયા

મેગ્નેટ્રોન પીવીડી ટેક્નોલોજીમાં, ફરતી મેગ્નેટ મૂવમેન્ટ મિકેનિઝમ, ટાર્ગેટ શેપ, ટાર્ગેટ કૂલિંગ સિસ્ટમ અને મેગ્નેટ્રોન સ્પુટરિંગ સોર્સ તેમજ વેફરને વહન કરતા બેઝના ફંક્શનલ કન્ફિગરેશન, જેમ કે વેફર શોષણ અને તાપમાન નિયંત્રણને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે. PVD પ્રક્રિયામાં, વેફરનું તાપમાન જરૂરી ક્રિસ્ટલ માળખું, અનાજનું કદ અને અભિગમ, તેમજ કામગીરીની સ્થિરતા મેળવવા માટે નિયંત્રિત થાય છે.

વેફરના પાછળના ભાગ અને પાયાની સપાટી વચ્ચે ગરમીના વહન માટે ચોક્કસ દબાણની જરૂર પડે છે, સામાન્ય રીતે કેટલાક ટોરના ક્રમમાં, અને ચેમ્બરનું કાર્યકારી દબાણ સામાન્ય રીતે કેટલાક mTorr ના ક્રમમાં હોય છે, પીઠ પરનું દબાણ વેફરની ઉપરની સપાટી પરના દબાણ કરતાં વેફરનું ઘણું વધારે હોય છે, તેથી વેફરને સ્થિત કરવા અને તેને મર્યાદિત કરવા માટે યાંત્રિક ચક અથવા ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચકની જરૂર પડે છે.

આ કાર્યને હાંસલ કરવા માટે યાંત્રિક ચક તેના પોતાના વજન અને વેફરની ધાર પર આધાર રાખે છે. તેમ છતાં તેમાં સરળ માળખું અને વેફરની સામગ્રી પ્રત્યે અસંવેદનશીલતાના ફાયદા છે, વેફરની ધારની અસર સ્પષ્ટ છે, જે કણોના કડક નિયંત્રણ માટે અનુકૂળ નથી. તેથી, તેને ધીમે ધીમે IC ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચક દ્વારા બદલવામાં આવ્યું છે.

ખાસ કરીને તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ ન હોય તેવી પ્રક્રિયાઓ માટે, બિન-શોષણ, બિન-એજ કોન્ટેક્ટ શેલ્વિંગ પદ્ધતિ (વેફરની ઉપરની અને નીચેની સપાટી વચ્ચે કોઈ દબાણ તફાવત નથી) પણ વાપરી શકાય છે. PVD પ્રક્રિયા દરમિયાન, ચેમ્બર લાઇનિંગ અને પ્લાઝ્મા સાથે સંપર્કમાં રહેલા ભાગોની સપાટી જમા કરવામાં આવશે અને આવરી લેવામાં આવશે. જ્યારે જમા થયેલ ફિલ્મની જાડાઈ મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે ફિલ્મ તિરાડ પડી જશે અને છાલ નીકળી જશે, જેના કારણે કણોની સમસ્યા થશે.

તેથી, અસ્તર જેવા ભાગોની સપાટીની સારવાર આ મર્યાદાને વિસ્તારવા માટેની ચાવી છે. સરફેસ સેન્ડબ્લાસ્ટિંગ અને એલ્યુમિનિયમ સ્પ્રે એ બે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ છે, જેનો હેતુ ફિલ્મ અને અસ્તરની સપાટી વચ્ચેના બંધનને મજબૂત કરવા માટે સપાટીની ખરબચડી વધારવાનો છે.

3.5 આયનીકરણ ભૌતિક વરાળ જમાવવાના સાધનો

માઈક્રોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, વિશેષતાના કદ નાના અને નાના થઈ રહ્યા છે. PVD ટેક્નોલોજી કણોની ડિપોઝિશન દિશાને નિયંત્રિત કરી શકતી ન હોવાથી, PVD ની ઉચ્ચ પાસા રેશિયો સાથે છિદ્રો અને સાંકડી ચેનલો દ્વારા પ્રવેશવાની ક્ષમતા મર્યાદિત છે, જે પરંપરાગત PVD તકનીકની વિસ્તૃત એપ્લિકેશનને વધુને વધુ પડકારરૂપ બનાવે છે. PVD પ્રક્રિયામાં, જેમ જેમ છિદ્ર ગ્રુવનો સાપેક્ષ ગુણોત્તર વધે છે તેમ, તળિયેનું કવરેજ ઘટે છે, ઉપરના ખૂણે પડદા જેવું ઓવરહેંગિંગ માળખું બનાવે છે અને નીચેના ખૂણે સૌથી નબળું કવરેજ બનાવે છે.

આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે આયોનાઇઝ્ડ ફિઝિકલ વેપર ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજી વિકસાવવામાં આવી હતી. તે સૌપ્રથમ ટાર્ગેટમાંથી સ્ફટર થયેલા ધાતુના અણુઓને જુદી જુદી રીતે પ્લાઝમેટાઈઝ કરે છે, અને પછી પાતળી ફિલ્મ તૈયાર કરવા માટે સ્થિર દિશાત્મક મેટલ આયન પ્રવાહ મેળવવા માટે વેફર પર લોડ થયેલ બાયસ વોલ્ટેજને વ્યવસ્થિત કરે છે, જેનાથી તેમાં સુધારો થાય છે. છિદ્રો અને સાંકડી ચેનલો દ્વારા ઉચ્ચ પાસા રેશિયોના પગલાઓના તળિયેનું કવરેજ.

આયનાઇઝ્ડ મેટલ પ્લાઝ્મા ટેક્નોલોજીની લાક્ષણિક વિશેષતા એ ચેમ્બરમાં રેડિયો ફ્રીક્વન્સી કોઇલનો ઉમેરો છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન, ચેમ્બરનું કાર્યકારી દબાણ પ્રમાણમાં ઊંચી સ્થિતિમાં જાળવવામાં આવે છે (સામાન્ય કામના દબાણ કરતાં 5 થી 10 ગણું). PVD દરમિયાન, રેડિયો ફ્રિક્વન્સી કોઇલનો ઉપયોગ બીજા પ્લાઝ્મા પ્રદેશને જનરેટ કરવા માટે થાય છે, જેમાં રેડિયો ફ્રીક્વન્સી પાવર અને ગેસના દબાણના વધારા સાથે આર્ગોન પ્લાઝ્મા સાંદ્રતા વધે છે. જ્યારે લક્ષ્યમાંથી છલકાતા ધાતુના અણુઓ આ પ્રદેશમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ ઘનતાવાળા આર્ગોન પ્લાઝ્મા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને ધાતુના આયનો બનાવે છે.

વેફર કેરિયર (જેમ કે ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ચક) પર RF સ્ત્રોત લાગુ કરવાથી છિદ્ર ગ્રુવના તળિયે મેટલ પોઝિટિવ આયનોને આકર્ષવા માટે વેફર પર નકારાત્મક પૂર્વગ્રહ વધી શકે છે. વેફર સપાટી પર લંબરૂપ આ ડાયરેક્શનલ મેટલ આયન ફ્લો ઉચ્ચ પાસા રેશિયો છિદ્રો અને સાંકડી ચેનલોના સ્ટેપ બોટમ કવરેજને સુધારે છે.

વેફર પર લાગુ થયેલ નકારાત્મક પૂર્વગ્રહને કારણે વેફરની સપાટી પર આયનોનો બોમ્બ ધડાકા થાય છે (રિવર્સ સ્પુટરિંગ), જે છિદ્રના ગ્રુવ મોંની ઓવરહેંગિંગ માળખું નબળું પાડે છે અને છિદ્રના તળિયે ખૂણે બાજુની દિવાલો પર તળિયે જમા થયેલી ફિલ્મને સ્ફટર કરે છે. ગ્રુવ, ત્યાંથી ખૂણા પર સ્ટેપ કવરેજ વધારે છે.

3.6 વાતાવરણીય દબાણ રાસાયણિક બાષ્પ જમાવવાના સાધનો

વાતાવરણીય દબાણ રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (એપીસીવીડી) સાધનો એ એવા ઉપકરણનો ઉલ્લેખ કરે છે જે વાતાવરણીય દબાણની નજીકના દબાણ સાથે વાતાવરણ હેઠળ ગરમ ઘન સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર સતત ગતિએ ગેસિયસ પ્રતિક્રિયા સ્ત્રોતને સ્પ્રે કરે છે, જેના કારણે પ્રતિક્રિયા સ્ત્રોત રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરે છે. સબસ્ટ્રેટની સપાટી, અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન પાતળા ફિલ્મ બનાવવા માટે સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર જમા થાય છે.

APCVD સાધનો એ સૌથી જૂના CVD સાધનો છે અને હજુ પણ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. APCVD સાધનોનો ઉપયોગ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન, પોલિક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન, સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ, ઝિંક ઑક્સાઈડ, ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, ફોસ્ફોસિલિકેટ ગ્લાસ અને બોરોફોસ્ફોસિલિકેટ ગ્લાસ જેવી પાતળી ફિલ્મો તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે.

3.7 નીચા દબાણવાળા રાસાયણિક વરાળ જમા કરવાના સાધન

લો-પ્રેશર રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (LPCVD) સાધનો એવા ઉપકરણોનો સંદર્ભ આપે છે જે ગરમ (350-1100 °C) અને નીચા દબાણ (10-100mTorr) વાતાવરણ હેઠળ ઘન સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે વાયુયુક્ત કાચા માલનો ઉપયોગ કરે છે, અને પાતળી ફિલ્મ બનાવવા માટે રિએક્ટન્ટ્સ સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર જમા થાય છે. પાતળી ફિલ્મોની ગુણવત્તા સુધારવા, ફિલ્મની જાડાઈ અને પ્રતિરોધકતા જેવા લાક્ષણિક પરિમાણોની વિતરણ એકરૂપતા સુધારવા અને ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે APCVDના આધારે LPCVD સાધનો વિકસાવવામાં આવ્યા છે.

તેની મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે નીચા દબાણવાળા થર્મલ ક્ષેત્રના વાતાવરણમાં, પ્રક્રિયા ગેસ વેફર સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો પાતળા ફિલ્મ બનાવવા માટે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર જમા થાય છે. LPCVD સાધનોમાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાની પાતળી ફિલ્મોની તૈયારીમાં ફાયદા છે અને તેનો ઉપયોગ સિલિકોન ઓક્સાઈડ, સિલિકોન નાઈટ્રાઈડ, પોલિસિલિકોન, સિલિકોન કાર્બાઈડ, ગેલિયમ નાઈટ્રાઈડ અને ગ્રાફીન જેવી પાતળી ફિલ્મો તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે.

APCVD ની સરખામણીમાં, LPCVD સાધનોનું નીચું-દબાણ પ્રતિક્રિયા વાતાવરણ પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ગેસના સરેરાશ મુક્ત માર્ગ અને પ્રસરણ ગુણાંકમાં વધારો કરે છે.

પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં પ્રતિક્રિયા ગેસ અને વાહક ગેસ પરમાણુઓ ટૂંકા સમયમાં સમાનરૂપે વિતરિત કરી શકાય છે, આમ ફિલ્મની જાડાઈ, પ્રતિરોધકતા એકરૂપતા અને ફિલ્મના સ્ટેપ કવરેજની એકરૂપતામાં ઘણો સુધારો કરે છે, અને પ્રતિક્રિયા ગેસનો વપરાશ પણ ઓછો છે. વધુમાં, નીચા-દબાણનું વાતાવરણ ગેસ પદાર્થોના પ્રસારણની ગતિને પણ ઝડપી બનાવે છે. સબસ્ટ્રેટમાંથી વિખરાયેલી અશુદ્ધિઓ અને પ્રતિક્રિયા આડપેદાશોને ઝડપથી બાઉન્ડ્રી લેયર દ્વારા પ્રતિક્રિયા ઝોનમાંથી બહાર લઈ જઈ શકાય છે, અને પ્રતિક્રિયા વાયુ ઝડપથી બાઉન્ડ્રી લેયરમાંથી પસાર થઈને પ્રતિક્રિયા માટે સબસ્ટ્રેટની સપાટી સુધી પહોંચે છે, આમ અસરકારક રીતે સ્વ-ડોપિંગને દબાવી શકાય છે, તૈયારી કરી શકાય છે. ઊભો સંક્રમણ ઝોન સાથે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ફિલ્મો, અને ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં પણ સુધારો કરે છે.

3.8 પ્લાઝ્મા ઉન્નત રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન ઇક્વિપમેન્ટ

પ્લાઝ્મા એન્હાન્સ્ડ કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (PECVD) એ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી ટીહિન ફિલ્મ ડિપોઝિશન ટેકનોલોજી. પ્લાઝ્મા પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઉત્તેજિત સક્રિય જૂથો બનાવવા માટે પ્લાઝ્માની ક્રિયા હેઠળ વાયુયુક્ત અગ્રદૂતનું આયનીકરણ થાય છે, જે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર ફેલાય છે અને પછી ફિલ્મ વૃદ્ધિ પૂર્ણ કરવા માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે.

પ્લાઝ્મા જનરેશનની આવર્તન અનુસાર, PECVD માં વપરાતા પ્લાઝમાને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: રેડિયો ફ્રીક્વન્સી પ્લાઝ્મા (RF પ્લાઝ્મા) અને માઇક્રોવેવ પ્લાઝ્મા (માઈક્રોવેવ પ્લાઝ્મા). હાલમાં, ઉદ્યોગમાં વપરાતી રેડિયો આવર્તન સામાન્ય રીતે 13.56MHz છે.

રેડિયો ફ્રીક્વન્સી પ્લાઝ્માનો પરિચય સામાન્ય રીતે બે પ્રકારમાં વિભાજિત થાય છે: કેપેસિટીવ કપલિંગ (સીસીપી) અને ઇન્ડક્ટિવ કપલિંગ (આઈસીપી). કેપેસિટીવ કપલિંગ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે સીધી પ્લાઝ્મા પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ છે; જ્યારે પ્રેરક જોડાણ પદ્ધતિ સીધી પ્લાઝ્મા પદ્ધતિ અથવા દૂરસ્થ પ્લાઝ્મા પદ્ધતિ હોઈ શકે છે.

સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્રક્રિયાઓમાં, PECVD નો ઉપયોગ ઘણીવાર ધાતુઓ અથવા અન્ય તાપમાન-સંવેદનશીલ બંધારણો ધરાવતા સબસ્ટ્રેટ પર પાતળી ફિલ્મો ઉગાડવા માટે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સના બેક-એન્ડ મેટલ ઇન્ટરકનેક્શનના ક્ષેત્રમાં, ઉપકરણના સ્ત્રોત, ગેટ અને ડ્રેઇન સ્ટ્રક્ચર્સ ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયામાં રચાયા હોવાથી, મેટલ ઇન્ટરકનેક્શનના ક્ષેત્રમાં પાતળી ફિલ્મોની વૃદ્ધિ વિષય છે. ખૂબ જ કડક થર્મલ બજેટ અવરોધો માટે, તેથી તે સામાન્ય રીતે પ્લાઝ્મા સહાયથી પૂર્ણ થાય છે. પ્લાઝ્મા પ્રક્રિયાના પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને, PECVD દ્વારા ઉગાડવામાં આવતી પાતળી ફિલ્મની ઘનતા, રાસાયણિક રચના, અશુદ્ધતા સામગ્રી, યાંત્રિક કઠિનતા અને તણાવના પરિમાણોને સમાયોજિત અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે.

3.9 એટોમિક લેયર ડિપોઝિશન ઇક્વિપમેન્ટ

એટોમિક લેયર ડિપોઝિશન (ALD) એ પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન ટેક્નોલોજી છે જે સમયાંતરે અર્ધ-મોનોએટોમિક લેયરના રૂપમાં વધે છે. તેની લાક્ષણિકતા એ છે કે જમા થયેલ ફિલ્મની જાડાઈ વૃદ્ધિ ચક્રની સંખ્યાને નિયંત્રિત કરીને ચોક્કસ રીતે ગોઠવી શકાય છે. રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) પ્રક્રિયાથી વિપરીત, ALD પ્રક્રિયામાં બે (અથવા વધુ) પુરોગામી એકાંતરે સબસ્ટ્રેટ સપાટીમાંથી પસાર થાય છે અને દુર્લભ ગેસના શુદ્ધિકરણ દ્વારા અસરકારક રીતે અલગ થઈ જાય છે.

બે પુરોગામી રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે ગેસ તબક્કામાં ભળશે નહીં અને મળશે નહીં, પરંતુ માત્ર સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર રાસાયણિક શોષણ દ્વારા પ્રતિક્રિયા કરશે. દરેક ALD ચક્રમાં, સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર શોષવામાં આવતા પૂર્વવર્તી જથ્થો સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર સક્રિય જૂથોની ઘનતા સાથે સંબંધિત છે. જ્યારે સબસ્ટ્રેટ સપાટી પરના પ્રતિક્રિયાશીલ જૂથો ખતમ થઈ જાય છે, તો પણ જો અગ્રદૂતની વધુ રજૂઆત કરવામાં આવે તો પણ, સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર રાસાયણિક શોષણ થશે નહીં.

આ પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાને સપાટી સ્વ-મર્યાદિત પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા પદ્ધતિ ALD પ્રક્રિયાના દરેક ચક્રમાં ઉગાડવામાં આવેલી ફિલ્મની જાડાઈને સ્થિર બનાવે છે, તેથી ALD પ્રક્રિયામાં ચોક્કસ જાડાઈ નિયંત્રણ અને સારી ફિલ્મ સ્ટેપ કવરેજના ફાયદા છે.

3.10 મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી ઇક્વિપમેન્ટ

મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (એમબીઇ) સિસ્ટમ એ એપિટેક્સિયલ ઉપકરણનો ઉલ્લેખ કરે છે જે એક અથવા વધુ થર્મલ એનર્જી અણુ બીમ અથવા મોલેક્યુલર બીમનો ઉપયોગ કરીને ગરમ સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર અલ્ટ્રા-હાઈ વેક્યૂમ સ્થિતિમાં ચોક્કસ ઝડપે સ્પ્રે કરે છે, અને સબસ્ટ્રેટ સપાટી પર શોષણ અને સ્થળાંતર કરે છે. ની સ્ફટિક ધરીની દિશા સાથે સિંગલ ક્રિસ્ટલ પાતળી ફિલ્મોને એપિટાક્સિલી ઉગાડવા માટે સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી. સામાન્ય રીતે, હીટ કવચ સાથે જેટ ફર્નેસ દ્વારા ગરમ કરવાની શરત હેઠળ, બીમ સ્ત્રોત અણુ બીમ અથવા મોલેક્યુલર બીમ બનાવે છે, અને ફિલ્મ સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સ્ફટિક ધરીની દિશા સાથે સ્તર દ્વારા સ્તર વધે છે.

તેની લાક્ષણિકતાઓ નીચા એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ તાપમાન છે, અને જાડાઈ, ઇન્ટરફેસ, રાસાયણિક રચના અને અશુદ્ધતા એકાગ્રતા પરમાણુ સ્તર પર ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. જોકે MBE સેમિકન્ડક્ટર અલ્ટ્રા-થિન સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફિલ્મોની તૈયારીમાંથી ઉદ્દભવ્યું હતું, તેનો ઉપયોગ હવે ધાતુઓ અને ઇન્સ્યુલેટિંગ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ જેવી વિવિધ મટિરિયલ સિસ્ટમ્સમાં વિસ્તર્યો છે અને III-V, II-VI, સિલિકોન, સિલિકોન જર્મેનિયમ (SiGe) તૈયાર કરી શકે છે. ), ગ્રેફીન, ઓક્સાઇડ અને ઓર્ગેનિક ફિલ્મો.

મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (MBE) સિસ્ટમ મુખ્યત્વે અલ્ટ્રા-હાઈ વેક્યૂમ સિસ્ટમ, મોલેક્યુલર બીમ સોર્સ, સબસ્ટ્રેટ ફિક્સિંગ અને હીટિંગ સિસ્ટમ, સેમ્પલ ટ્રાન્સફર સિસ્ટમ, ઇન-સીટુ મોનિટરિંગ સિસ્ટમ, કંટ્રોલ સિસ્ટમ અને ટેસ્ટથી બનેલી છે. સિસ્ટમ

વેક્યૂમ સિસ્ટમમાં વેક્યૂમ પંપ (મિકેનિકલ પંપ, મોલેક્યુલર પંપ, આયન પંપ અને કન્ડેન્સેશન પંપ વગેરે) અને વિવિધ વાલ્વનો સમાવેશ થાય છે, જે અતિ-ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ વૃદ્ધિ વાતાવરણ બનાવી શકે છે. સામાન્ય રીતે પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી વેક્યુમ ડિગ્રી 10-8 થી 10-11 ટોર છે. વેક્યૂમ સિસ્ટમમાં મુખ્યત્વે ત્રણ વેક્યૂમ વર્કિંગ ચેમ્બર હોય છે, જેમ કે સેમ્પલ ઈન્જેક્શન ચેમ્બર, પ્રીટ્રીટમેન્ટ અને સરફેસ એનાલિસિસ ચેમ્બર અને ગ્રોથ ચેમ્બર.

સેમ્પલ ઈન્જેક્શન ચેમ્બરનો ઉપયોગ અન્ય ચેમ્બરની ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશની સ્થિતિને સુનિશ્ચિત કરવા માટે નમૂનાઓને બહારની દુનિયામાં ટ્રાન્સફર કરવા માટે થાય છે; પ્રીટ્રીટમેન્ટ અને સરફેસ એનાલીસીસ ચેમ્બર સેમ્પલ ઈન્જેક્શન ચેમ્બર અને ગ્રોથ ચેમ્બરને જોડે છે અને તેનું મુખ્ય કાર્ય સેમ્પલની પ્રી-પ્રોસેસ કરવાનું છે (સબસ્ટ્રેટ સપાટીની સંપૂર્ણ સ્વચ્છતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉચ્ચ-તાપમાન ડીગાસિંગ) અને પ્રારંભિક સપાટીનું વિશ્લેષણ કરવું. સાફ કરેલ નમૂના; ગ્રોથ ચેમ્બર એ MBE સિસ્ટમનો મુખ્ય ભાગ છે, જે મુખ્યત્વે સ્ત્રોત ભઠ્ઠી અને તેના અનુરૂપ શટર એસેમ્બલી, સેમ્પલ કંટ્રોલ કન્સોલ, કૂલિંગ સિસ્ટમ, રિફ્લેક્શન હાઇ એનર્જી ઇલેક્ટ્રોન ડિફ્રેક્શન (RHEED) અને ઇન-સીટુ મોનિટરિંગ સિસ્ટમથી બનેલો છે. . કેટલાક ઉત્પાદન MBE સાધનોમાં બહુવિધ વૃદ્ધિ ચેમ્બર રૂપરેખાંકનો હોય છે. MBE સાધનોના માળખાની યોજનાકીય રેખાકૃતિ નીચે દર્શાવેલ છે:

સિલિકોન સામગ્રીનું MBE કાચા માલ તરીકે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોનનો ઉપયોગ કરે છે, અલ્ટ્રા-હાઇ વેક્યૂમ (10-10～10-11Torr) પરિસ્થિતિઓમાં વધે છે, અને વૃદ્ધિ તાપમાન 600～900℃ છે, જેમાં Ga (P-પ્રકાર) અને Sb ( એન-ટાઈપ) ડોપિંગ સ્ત્રોત તરીકે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડોપિંગ સ્ત્રોતો જેમ કે P, As અને Bનો બીમ સ્ત્રોત તરીકે ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે બાષ્પીભવન કરવું મુશ્કેલ છે.

MBE ના રિએક્શન ચેમ્બરમાં અતિ-ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ વાતાવરણ છે, જે અણુઓના સરેરાશ મુક્ત માર્ગને વધારે છે અને વધતી સામગ્રીની સપાટી પર દૂષણ અને ઓક્સિડેશન ઘટાડે છે. તૈયાર કરેલ એપિટેક્સિયલ સામગ્રીમાં સારી સપાટી આકારવિજ્ઞાન અને એકરૂપતા હોય છે, અને તેને વિવિધ ડોપિંગ અથવા વિવિધ સામગ્રી ઘટકો સાથે બહુસ્તરીય માળખું બનાવી શકાય છે.

MBE ટેકનોલોજી એક અણુ સ્તરની જાડાઈ સાથે અતિ-પાતળા એપિટેક્સિયલ સ્તરોની પુનરાવર્તિત વૃદ્ધિ હાંસલ કરે છે, અને એપિટેક્સિયલ સ્તરો વચ્ચેનું ઇન્ટરફેસ બેહદ છે. તે III-V સેમિકન્ડક્ટર્સ અને અન્ય બહુ-ઘટક વિજાતીય સામગ્રીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે. હાલમાં, MBE સિસ્ટમ નવી પેઢીના માઇક્રોવેવ ઉપકરણો અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે અદ્યતન પ્રક્રિયા સાધન બની ગઈ છે. MBE ટેક્નોલૉજીના ગેરફાયદામાં ધીમી ફિલ્મ વૃદ્ધિ દર, ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ આવશ્યકતાઓ અને ઉચ્ચ સાધનો અને સાધનોનો ઉપયોગ ખર્ચ છે.

3.11 વેપર ફેઝ એપિટેક્સી સિસ્ટમ

વરાળ તબક્કો એપિટેક્સી (VPE) સિસ્ટમ એ એપિટાક્સિયલ વૃદ્ધિ ઉપકરણનો સંદર્ભ આપે છે જે વાયુયુક્ત સંયોજનોને સબસ્ટ્રેટમાં પરિવહન કરે છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સબસ્ટ્રેટની સમાન જાળીની ગોઠવણી સાથે એક જ ક્રિસ્ટલ સામગ્રી સ્તર મેળવે છે. એપિટેક્સિયલ લેયર હોમોપીટેક્સિયલ લેયર (Si/Si) અથવા હેટેરોએપિટેક્સિયલ લેયર (SiGe/Si, SiC/Si, GaN/Al2O3, વગેરે) હોઈ શકે છે. હાલમાં, VPE ટેક્નોલૉજીનો વ્યાપકપણે નેનોમટિરિયલ તૈયારી, પાવર ડિવાઇસ, સેમિકન્ડક્ટર ઑપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ, સોલર ફોટોવોલ્ટેઇક્સ અને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

લાક્ષણિક VPE માં વાતાવરણીય દબાણ એપિટાક્સી અને ઘટાડેલા દબાણ એપિટાક્સી, અલ્ટ્રા-હાઈ વેક્યુમ રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન, મેટલ ઓર્ગેનિક કેમિકલ વરાળ ડિપોઝિશન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. VPE ટેક્નોલોજીમાં મુખ્ય મુદ્દાઓ પ્રતિક્રિયા ચેમ્બર ડિઝાઇન, ગેસ ફ્લો મોડ અને એકરૂપતા, તાપમાન એકરૂપતા અને ચોકસાઇ નિયંત્રણ છે. દબાણ નિયંત્રણ અને સ્થિરતા, કણ અને ખામી નિયંત્રણ, વગેરે.

હાલમાં, મુખ્ય પ્રવાહની વ્યાપારી VPE સિસ્ટમોની વિકાસની દિશા વિશાળ વેફર લોડિંગ, સંપૂર્ણ સ્વચાલિત નિયંત્રણ અને તાપમાન અને વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાનું વાસ્તવિક સમયનું નિરીક્ષણ છે. VPE સિસ્ટમમાં ત્રણ માળખાં હોય છે: ઊભી, આડી અને નળાકાર. હીટિંગ પદ્ધતિઓમાં પ્રતિકારક ગરમી, ઉચ્ચ-આવર્તન ઇન્ડક્શન હીટિંગ અને ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન હીટિંગનો સમાવેશ થાય છે.

હાલમાં, VPE સિસ્ટમો મોટે ભાગે આડી ડિસ્ક સ્ટ્રક્ચર્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં એપિટેક્સિયલ ફિલ્મ વૃદ્ધિ અને મોટા વેફર લોડિંગની સારી એકરૂપતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. VPE સિસ્ટમમાં સામાન્ય રીતે ચાર ભાગો હોય છે: રિએક્ટર, હીટિંગ સિસ્ટમ, ગેસ પાથ સિસ્ટમ અને કંટ્રોલ સિસ્ટમ. કારણ કે GaAs અને GaN એપિટેક્સિયલ ફિલ્મોનો વૃદ્ધિ સમય પ્રમાણમાં લાંબો છે, ઇન્ડક્શન હીટિંગ અને રેઝિસ્ટન્સ હીટિંગનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે. સિલિકોન VPE માં, જાડા એપિટેક્સિયલ ફિલ્મ વૃદ્ધિ મોટે ભાગે ઇન્ડક્શન હીટિંગનો ઉપયોગ કરે છે; પાતળી એપિટેક્સિયલ ફિલ્મ વૃદ્ધિ તાપમાનમાં ઝડપી વધારો/પતનનો હેતુ હાંસલ કરવા માટે મોટાભાગે ઇન્ફ્રારેડ હીટિંગનો ઉપયોગ કરે છે.

3.12 લિક્વિડ ફેઝ એપિટેક્સી સિસ્ટમ

લિક્વિડ ફેઝ એપિટેક્સી (એલપીઇ) સિસ્ટમ એ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ સાધનોનો સંદર્ભ આપે છે જે ઉગાડવામાં આવતી સામગ્રી (જેમ કે Si, Ga, As, Al, વગેરે) અને ડોપેન્ટ્સ (જેમ કે Zn, Te, Sn, વગેરે) ને ઓગળે છે. નીચા ગલનબિંદુ સાથેની ધાતુ (જેમ કે Ga, In, વગેરે), જેથી દ્રાવકમાં દ્રાવ્ય સંતૃપ્ત અથવા અતિસંતૃપ્ત થાય અને પછી સિંગલ સ્ફટિક સબસ્ટ્રેટને દ્રાવણ સાથે સંપર્ક કરવામાં આવે છે, અને દ્રાવકમાંથી દ્રાવક ધીમે ધીમે ઠંડુ થાય છે, અને સ્ફટિક સામગ્રીનો એક સ્તર જે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર સ્ફટિક માળખું અને જાળી સ્થિર હોય છે, તે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર ઉગાડવામાં આવે છે.

LPE પદ્ધતિ નેલ્સન એટ અલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી. 1963 માં. તેનો ઉપયોગ Si પાતળી ફિલ્મો અને સિંગલ ક્રિસ્ટલ સામગ્રી તેમજ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જેમ કે III-IV જૂથો અને મર્ક્યુરી કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડને ઉગાડવા માટે થાય છે અને તેનો ઉપયોગ વિવિધ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, માઇક્રોવેવ ઉપકરણો, સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને સૌર કોષો બનાવવા માટે થઈ શકે છે. .

—————————————————————————————————————————————————————— ———————————-

સેમીસેરા આપી શકે છેગ્રેફાઇટ ભાગો, નરમ/કઠોર લાગ્યું, સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો, CVD સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો, અનેSiC/TaC કોટેડ ભાગોસાથે 30 દિવસમાં.

જો તમને ઉપરોક્ત સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનોમાં રસ છે,કૃપા કરીને પ્રથમ વખત અમારો સંપર્ક કરવામાં અચકાશો નહીં.

ટેલિફોન: +86-13373889683

WhatsAPP: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com