Puolijohdeprosessi: kemiallinen höyrypinnoitus (CVD)

Puolijohteissa ja FPD-paneelinäytöissä ohuiden kalvojen valmistus on tärkeä prosessi. On olemassa monia tapoja valmistaa ohuita kalvoja (TF, Thin Film), seuraavat kaksi menetelmää ovat yleisiä:

● CVD (kemiallinen höyryn laskeuma)

● PVD (fysikaalinen höyrypinnoitus)

Niiden joukossa puskurikerros/aktiivinen kerros/eristekerros on kaikki kerrostettu koneen kammioon käyttämällä PECVD:tä.

● Käytä erityisiä kaasuja: SIH4/NH3/N2O synnin ja SI/SIO2 -kalvojen laskeutumiseen.

● Joidenkin CVD -koneiden on käytettävä H2: ta hydraukseen kantoaallon liikkuvuuden lisäämiseksi.

● NF3 on puhdistuskaasu. Verrattuna: F2 on erittäin myrkyllinen ja SF6: n kasvihuonevaikutus on korkeampi kuin NF3: n.

Puolijohdeprosessissa on enemmän ohuita kalvoja, yleisen SiO2/Si/SiN:n lisäksi myös W, Ti/TiN, HfO2, SiC jne.

Tämä on myös syy, miksi puolijohdeteollisuudessa käytettäville edistyneille materiaaleille on monenlaisia ​​edeltäjiä erityyppisten ohutkalvojen valmistamiseksi.

Selitämme sen seuraavalla tavalla:

1. CVD -tyypit ja jotkut edeltäjäkaasut

2. CVD:n ja elokuvan laadun perusmekanismi

1. CVD -tyypit ja jotkut edeltäjäkaasut

CVD on hyvin yleinen käsite, ja se voidaan jakaa useisiin tyyppeihin. Yleiset ovat:

● PECVD: Plasma Enhanced CVD

● LPCVD: Matalapaineen CVD

● ALD: Atomic Layer Deposition

● MOCVD: Metalli-orgaaninen CVD

CVD -prosessin aikana edeltäjän kemialliset sidokset on rikkotettava ennen kemiallisia reaktioita.

Kemiallisten sidosten hajottamisenergia tulee lämmöltä, joten kammion lämpötila on suhteellisen korkea, mikä ei ole ystävällinen joihinkin prosesseihin, kuten paneelin substraattilasiin tai joustavan näytön PI -materiaaliin. Siksi syöttämällä muita energiaa (muodostettava plasma jne.) Prosessin lämpötilan alentamiseksi joidenkin lämpötilan edellyttävien prosessien vastaamiseksi myös lämpöbudjetti vähenee.

Siksi FPD-näyttöteollisuudessa käytetään laajalti A-Si: H/sin/poly-Si: n PECVD-laskeutumista. Yleiset CVD -esiasteet ja elokuvat:

Monikiteinen pii/yksikidepii SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

CVD:n perusmekanismin vaiheet:

1. Reaktioesiasteen kaasu tulee kammioon

2. Kaasureaktiolla tuotetut välituotteet

3. Kaasun välituotteet diffundoituvat alustan pintaan

4. Adsorboitu substraatin pinnalle ja hajautettu

5.

6. Sivutuotteet desorboituu, tyhjiö pumpataan pois ja puretaan saapumisen jälkeen

Kuten aiemmin mainittiin, koko prosessi sisältää useita vaiheita, kuten diffuusio/adsorptio/reaktio. Kalvon muodostumisnopeuteen vaikuttavat monet tekijät, kuten lämpötila/paine/reaktiokaasun tyyppi/substraatin tyyppi. Diffuusiolla on diffuusiomalli ennustamiseen, adsorptiolla on adsorptioteoria ja kemiallisella reaktiolla reaktiokineteteoria.

Koko prosessissa hitain vaihe määrää koko reaktionopeuden. Tämä on hyvin samanlainen kuin projektinhallinnan kriittisen polun menetelmä. Pisin toimintavirta määrittää lyhimmän projektin keston. Kestoa voidaan lyhentää osoittamalla resursseja tämän polun ajan lyhentämiseksi. Samoin CVD löytää avaimen pullonkaulan, joka rajoittaa kalvonmuodostusnopeutta ymmärtämällä koko prosessin, ja säätää parametria -asetuksia ihanteellisen kalvonmuodostusnopeuden saavuttamiseksi.

2. CVD -kalvon laadun arviointi

Jotkut kalvot ovat tasaisia, toiset ovat reikien täyttö ja jotkut ovat uran täyttöä, hyvin erilaisilla toiminnoilla. Kaupallisten CVD -koneiden on täytettävä perusvaatimukset:

● Koneen käsittelykapasiteetti, kerrostumisnopeus

● Johdonmukaisuus

● Kaasufaasireaktiot eivät voi tuottaa hiukkasia. On erittäin tärkeää, ettei kaasufaasissa muodostu hiukkasia.

Jotkut muut arviointivaatimukset ovat seuraavat:

● Hyvä askel kattavuus

● Mahdollisuus täyttää korkean kuvasuhteen aukot (yhdenmukaisuus)

● Hyvä paksuus yhtenäisyys

● Korkea puhtaus ja tiheys

● Korkea rakenteellinen täydellisyys matalalla kalvostressillä

● Hyvät sähköominaisuudet

● Erinomainen tarttuvuus alustamateriaaliin