Proseso ng Semiconductor: Chemical Vapor Deposition (CVD)

Sa mga semiconductors at FPD panel display, ang paghahanda ng mga manipis na pelikula ay isang mahalagang proseso. Mayroong maraming mga paraan upang maghanda ng mga manipis na pelikula (TF, Thin Film), ang sumusunod na dalawang pamamaraan ay karaniwan:

● CVD (Chemical Vapor Deposition)

● PVD (pisikal na pag -aalis ng singaw)

Kabilang sa mga ito, ang buffer layer/aktibong layer/insulating layer ay lahat ay idineposito sa silid ng makina gamit ang PECVD.

● Gumamit ng mga espesyal na gas: SiH4/NH3/N2O para sa deposition ng SiN at Si/SiO2 films.

● Ang ilang CVD machine ay kailangang gumamit ng H2 para sa hydrogenation upang mapataas ang kadaliang mapakilos ng carrier.

● Ang NF3 ay isang gas na panlinis. Sa paghahambing: Ang F2 ay lubhang nakakalason, at ang greenhouse effect ng SF6 ay mas mataas kaysa sa NF3.

Sa proseso ng aparato ng semiconductor, mayroong maraming mga uri ng manipis na pelikula, bilang karagdagan sa karaniwang SiO2/Si/kasalanan, mayroon ding W, Ti/TIN, HFO2, SIC, atbp.

Ito rin ang dahilan kung bakit maraming uri ng mga precursor para sa mga advanced na materyales na ginagamit sa industriya ng semiconductor, upang makagawa ng iba't ibang uri ng manipis na pelikula.

Ipinapaliwanag namin ito sa sumusunod na paraan:

1. Mga uri ng CVD at ilang precursor gas

2. Pangunahing mekanismo ng CVD at kalidad ng pelikula

1. Mga uri ng CVD at ilang precursor gas

Ang CVD ay isang pangkalahatang konsepto at maaaring nahahati sa maraming uri. Karaniwan ay:

● Pecvd: Pinahusay na CVD ang Plasma

● LPCVD: Mababang Pressure CVD

● ALD: Pag -aalis ng Atomic Layer

● MOCVD: Metal-organikong CVD

Sa panahon ng proseso ng CVD, ang mga bono ng kemikal ng precursor ay kailangang masira bago ang mga reaksyon ng kemikal.

Ang enerhiya para sa paglabag sa mga bono ng kemikal ay nagmula sa init, kaya ang temperatura ng silid ay medyo mataas, na hindi palakaibigan sa ilang mga proseso, tulad ng substrate na baso ng panel o ang materyal na PI ng nababaluktot na screen. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pag -input ng iba pang enerhiya (bumubuo ng plasma, atbp.) Upang mabawasan ang temperatura ng proseso upang matugunan ang ilang mga proseso na nangangailangan ng temperatura, mababawasan din ang thermal budget.

Samakatuwid, ang pag-aalis ng PECVD ng A-Si: H/Sin/Poly-Si ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagpapakita ng FPD. Karaniwang mga precursor at pelikula ng CVD:

Polycrystalline silicon/solong kristal na silikon SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

Mga hakbang ng pangunahing mekanismo ng CVD:

1. Ang reaksyon ng precursor gas ay pumapasok sa silid

2. Mga intermediate na produkto na ginawa ng reaksyon ng gas

3. Ang mga intermediate na produkto ng gas ay nagkakalat sa ibabaw ng substrate

4. Adsorbed sa ibabaw ng substrate at nagkakalat

5. Ang kemikal na reaksyon ay nangyayari sa ibabaw ng substrate, nucleation/pagbuo ng isla/pagbuo ng pelikula

6. Ang mga byproduct ay na-desorbed, na-vacuum at na-discharge pagkatapos ipasok ang scrubber para sa paggamot

Tulad ng nabanggit kanina, ang buong proseso ay may kasamang maraming hakbang tulad ng diffusion/adsorption/reaksyon. Ang kabuuang rate ng pagbuo ng pelikula ay apektado ng maraming salik, gaya ng temperatura/presyon/uri ng reaksyong gas/uri ng substrate. Ang diffusion ay may diffusion model para sa hula, ang adsorption ay may adsorption theory, at ang kemikal na reaksyon ay may reaction kinetics theory.

Sa buong proseso, tinutukoy ng pinakamabagal na hakbang ang buong rate ng reaksyon. Ito ay halos kapareho sa kritikal na paraan ng landas ng pamamahala ng proyekto. Tinutukoy ng pinakamahabang daloy ng aktibidad ang pinakamaikling tagal ng proyekto. Maaaring paikliin ang tagal sa pamamagitan ng paglalaan ng mga mapagkukunan upang mabawasan ang oras ng landas na ito. Katulad nito, mahahanap ng CVD ang pangunahing bottleneck na naglilimita sa rate ng pagbuo ng pelikula sa pamamagitan ng pag-unawa sa buong proseso, at pagsasaayos ng mga setting ng parameter upang makamit ang perpektong rate ng pagbuo ng pelikula.

2. Pagsusuri ng kalidad ng pelikulang CVD

Ang ilang mga pelikula ay flat, ang ilan ay butas na pagpuno, at ang ilan ay uka pagpuno, na may ibang-iba ang mga function. Ang mga komersyal na makina ng CVD ay dapat matugunan ang mga pangunahing kinakailangan:

● Kapasidad sa pagproseso ng makina, rate ng pag -aalis

● pagkakapare -pareho

● Ang mga reaksyon ng gas phase ay hindi makagawa ng mga particle. Napakahalaga na huwag gumawa ng mga particle sa gas phase.

Ang ilang iba pang mga kinakailangan sa pagsusuri ay ang mga sumusunod:

● Magandang saklaw ng hakbang

● Kakayahang punan ang mataas na aspeto ng ratio ng ratio (pagkakaugnay)

● Magandang pagkakapareho ng kapal

● Mataas na kadalisayan at density

● Mataas na antas ng structural perfection na may mababang film stress

● Magandang mga katangian ng elektrikal

● Napakahusay na pagkakadikit sa materyal na substrate