अर्धचालक प्रक्रिया: रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD)

अर्धचालक र FPD प्यानल डिस्प्लेहरूमा, पातलो फिल्महरूको तयारी एक महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया हो। पातलो फिल्महरू (TF, Thin Film) तयार गर्ने धेरै तरिकाहरू छन्, निम्न दुई विधिहरू सामान्य छन्:

● CVD (रासायनिक वाष्प निक्षेप)

● PVD (भौतिक वाष्प निक्षेप)

ती मध्ये, बफर तह/सक्रिय तह/इन्सुलेट तह सबै PECVD प्रयोग गरेर मेसिनको च्याम्बरमा जम्मा गरिन्छ।

● विशेष ग्यासहरू प्रयोग गर्नुहोस्: SiN र Si/SiO2 फिल्महरू जम्मा गर्न SiH4/NH3/N2O।

● केही CVD मेसिनहरूले क्यारियर गतिशीलता बढाउनको लागि हाइड्रोजनेशनको लागि H2 प्रयोग गर्नुपर्छ।

● NF3 एक सफाई ग्यास हो। तुलनामा: F2 अत्यधिक विषाक्त छ, र SF6 को हरितगृह प्रभाव NF3 भन्दा बढी छ।

सेमीकन्डक्टर उपकरण प्रक्रियामा, सामान्य SiO2/Si/SiN बाहेक, त्यहाँ W, Ti/TiN, HfO2, SiC, आदि पातलो फिल्महरूका थप प्रकारहरू छन्।

यो पनि कारण हो कि त्यहाँ विभिन्न प्रकारका पातलो फिल्महरू बनाउनको लागि अर्धचालक उद्योगमा प्रयोग हुने उन्नत सामग्रीहरूको लागि धेरै प्रकारका पूर्ववर्तीहरू छन्।

हामी यसलाई निम्न तरिकामा व्याख्या गर्छौं:

1. CVD को प्रकार र केहि पूर्ववर्ती ग्यासहरू

2. CVD र चलचित्र गुणस्तरको आधारभूत संयन्त्र

1. CVD को प्रकार र केहि पूर्ववर्ती ग्यासहरू

CVD एक धेरै सामान्य अवधारणा हो र धेरै प्रकारमा विभाजित गर्न सकिन्छ। सामान्यहरू हुन्:

● PECVD: प्लाज्मा परिष्कृत CVD

● LPCVD: कम चाप CVD

● ALD: परमाणु तह निक्षेप

● MOCVD: धातु-जैविक CVD

CVD प्रक्रियाको क्रममा, रासायनिक प्रतिक्रियाहरू अघि अग्रसरको रासायनिक बन्धनहरू तोड्न आवश्यक छ।

रासायनिक बन्धनहरू तोड्नको लागि ऊर्जा गर्मीबाट आउँछ, त्यसैले चेम्बरको तापमान अपेक्षाकृत उच्च हुनेछ, जुन प्यानलको सब्सट्रेट गिलास वा लचिलो स्क्रिनको PI सामग्री जस्ता केही प्रक्रियाहरूको लागि अनुकूल हुँदैन। तसर्थ, तापक्रम आवश्यक पर्ने केही प्रक्रियाहरू पूरा गर्न प्रक्रियाको तापक्रम घटाउनको लागि अन्य ऊर्जा (प्लाज्मा आदि बनाउने) इनपुट गरेर, थर्मल बजेट पनि घटाइनेछ।

तसर्थ, A-Si:H/SiN/poly-Si को PECVD निक्षेप FPD डिस्प्ले उद्योगमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। सामान्य CVD पूर्ववर्ती र चलचित्रहरू:

Polycrystalline सिलिकन/एकल क्रिस्टल सिलिकन SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

CVD को आधारभूत संयन्त्रका चरणहरू:

1. प्रतिक्रिया पूर्ववर्ती ग्यास च्याम्बरमा प्रवेश गर्दछ

2. ग्याँस प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित मध्यवर्ती उत्पादनहरू

3. ग्यासको मध्यवर्ती उत्पादनहरू सब्सट्रेट सतहमा फैलिन्छन्

4. सब्सट्रेट सतहमा सोस्ने र फैलिएको

5. रासायनिक प्रतिक्रिया सब्सट्रेट सतहमा हुन्छ, न्यूक्लिएशन/द्वीप गठन/फिल्म गठन

6. उपउत्पादनहरू डिसोर्ब गरिन्छ, भ्याकुम पम्प गरिन्छ र उपचारको लागि स्क्रबरमा प्रवेश गरेपछि डिस्चार्ज गरिन्छ।

पहिले उल्लेख गरिए अनुसार, सम्पूर्ण प्रक्रियाले धेरै चरणहरू समावेश गर्दछ जस्तै प्रसार/अशोषण/प्रतिक्रिया। समग्र फिल्म निर्माण दर धेरै कारकहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ, जस्तै तापक्रम/दबाव/प्रतिक्रिया ग्यासको प्रकार/सब्सट्रेटको प्रकार। डिफ्यूजनसँग भविष्यवाणीको लागि एक प्रसार मोडेल छ, सोखनाको एक शोषण सिद्धान्त छ, र रासायनिक प्रतिक्रियामा प्रतिक्रिया गतिविज्ञान सिद्धान्त छ।

सम्पूर्ण प्रक्रियामा, सबैभन्दा ढिलो चरणले सम्पूर्ण प्रतिक्रिया दर निर्धारण गर्दछ। यो परियोजना व्यवस्थापनको महत्वपूर्ण मार्ग विधिसँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ। सबैभन्दा लामो गतिविधि प्रवाहले सबैभन्दा छोटो परियोजना अवधि निर्धारण गर्दछ। यस मार्गको समय कम गर्न स्रोतहरू आवंटित गरेर अवधि छोटो गर्न सकिन्छ। त्यसैगरी, CVD ले सम्पूर्ण प्रक्रिया बुझेर फिल्म निर्माण दरलाई सीमित गर्ने कुञ्जी बाधा पत्ता लगाउन सक्छ, र आदर्श फिल्म निर्माण दर प्राप्त गर्न प्यारामिटर सेटिङहरू समायोजन गर्न सक्छ।

2. CVD चलचित्र गुणस्तरको मूल्याङ्कन

केही चलचित्रहरू समतल छन्, केही प्वालहरू भरिने छन्, र केही नालीहरू भरिने छन्, धेरै फरक प्रकार्यहरूसँग। व्यावसायिक CVD मेसिनहरूले आधारभूत आवश्यकताहरू पूरा गर्नुपर्छ:

● मेसिन प्रशोधन क्षमता, निक्षेप दर

● एकरूपता

● ग्यास चरण प्रतिक्रियाहरूले कणहरू उत्पादन गर्न सक्दैन। ग्याँस चरणमा कणहरू उत्पादन नगर्नु धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

केही अन्य मूल्याङ्कन आवश्यकताहरू निम्नानुसार छन्:

● राम्रो चरण कवरेज

● उच्च पक्ष अनुपात रिक्तताहरू भर्ने क्षमता (अनुरूपता)

● राम्रो मोटाई एकरूपता

● उच्च शुद्धता र घनत्व

● कम फिल्म तनाव संग संरचनात्मक पूर्णता को उच्च डिग्री

● राम्रो विद्युतीय गुणहरू

● सब्सट्रेट सामग्रीमा उत्कृष्ट आसंजन