مقدمة لثلاث تقنيات شائعة لترسيب البخار الكيميائي

الترسيب الكيميائي للبخار(الأمراض القلبية الوعائية)هي التكنولوجيا الأكثر استخدامًا في صناعة أشباه الموصلات لترسيب مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك مجموعة واسعة من المواد العازلة ومعظم المواد المعدنية ومواد السبائك المعدنية.

الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) هي تقنية تقليدية لتحضير الأغشية الرقيقة. تقوم فكرتها على استخدام مواد أولية غازية لتحليل مكونات معينة في المادة الأولية من خلال تفاعلات كيميائية بين الذرات والجزيئات، ثم تكوين غشاء رقيق على الركيزة. وتتمثل خصائص الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) الأساسية في: التغيرات الكيميائية (التفاعلات الكيميائية أو التحلل الحراري)؛ جميع المواد في الغشاء تأتي من مصادر خارجية؛ ويجب أن تشارك المواد المتفاعلة في التفاعل على شكل طور غازي.

الترسيب الكيميائي للبخار منخفض الضغط (LPCVD)، والترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما (PECVD)، والترسيب الكيميائي للبخار بالبلازما عالية الكثافة (HDP-CVD) هي ثلاث تقنيات شائعة للترسيب الكيميائي للبخار، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا في ترسيب المواد، ومتطلبات المعدات، وظروف العملية، وما إلى ذلك. فيما يلي شرح بسيط ومقارنة لهذه التقنيات الثلاث.

1. LPCVD (ترسيب التروية الدموية تحت الضغط المنخفض)

المبدأ: عملية ترسيب بخاري بترسيب بخاري تحت ضغط منخفض. يقوم مبدأها على حقن غاز التفاعل في حجرة التفاعل تحت فراغ أو ضغط منخفض، ثم تحليله أو تفاعله في درجة حرارة عالية، وتكوين غشاء صلب يترسب على سطح الركيزة. بما أن الضغط المنخفض يقلل من تصادم الغازات واضطرابها، فإن تجانس الغشاء وجودته يتحسنان. يُستخدم LPCVD على نطاق واسع في ثاني أكسيد السيليكون (LTO TEOS)، ونتريد السيليكون (Si3N4)، والسيليكون المتعدد (POLY)، وزجاج الفوسفوسيليكات (BSG)، وزجاج البوروفوسفوسيليكات (BPSG)، والسيليكون المتعدد المضاف إليه مواد كيميائية، والجرافين، وأنابيب الكربون النانوية، وغيرها من الأغشية.

سمات:

▪ درجة حرارة العملية: عادة ما تكون بين 500~900 درجة مئوية، ودرجة حرارة العملية مرتفعة نسبيًا؛
▪ نطاق ضغط الغاز: بيئة الضغط المنخفض 0.1~10 تور؛
▪ جودة الفيلم: جودة عالية، وتوحيد جيد، وكثافة جيدة، وعيوب قليلة؛
▪ معدل الترسيب: معدل ترسيب بطيء؛
▪ التوحيد: مناسب للركائز ذات الحجم الكبير، والترسيب الموحد؛

المميزات والعيوب:

▪ يمكن أن تترسب أفلام موحدة وكثيفة للغاية؛
▪ يعمل بشكل جيد على ركائز كبيرة الحجم، ومناسب للإنتاج الضخم؛
▪ منخفضة التكلفة؛
▪ درجة حرارة عالية، غير مناسبة للمواد الحساسة للحرارة؛
▪ معدل الترسيب بطيء والإنتاج منخفض نسبيًا.

2. PECVD (ترسيب التروية الدموية بالبلازما المعزز)

المبدأ: استخدام البلازما لتنشيط تفاعلات الطور الغازي عند درجات حرارة منخفضة، وتأين جزيئات غاز التفاعل وتفكيكها، ثم ترسيب أغشية رقيقة على سطح الركيزة. تُخفّض طاقة البلازما درجة الحرارة اللازمة للتفاعل بشكل كبير، ولها تطبيقات واسعة. يمكن تحضير أنواع مختلفة من الأغشية المعدنية وغير العضوية والعضوية.

سمات:

▪ درجة حرارة العملية: عادة ما تكون بين 200~400 درجة مئوية، ودرجة الحرارة منخفضة نسبيًا؛
▪ نطاق ضغط الغاز: عادة ما يتراوح بين مئات من ملي تور إلى عدة تور؛
▪ جودة الفيلم: على الرغم من أن تجانس الفيلم جيد، إلا أن كثافة وجودة الفيلم ليست جيدة مثل LPCVD بسبب العيوب التي قد يسببها البلازما؛
▪ معدل الترسيب: معدل مرتفع، كفاءة إنتاج عالية؛
▪ التوحيد: أقل قليلاً من LPCVD على الركائز كبيرة الحجم؛

المميزات والعيوب:

▪ يمكن ترسيب الأغشية الرقيقة في درجات حرارة أقل، وهي مناسبة للمواد الحساسة للحرارة؛
▪ سرعة ترسيب سريعة، مناسبة للإنتاج الفعال؛
▪ عملية مرنة، ويمكن التحكم في خصائص الفيلم عن طريق ضبط معلمات البلازما؛
▪ قد يؤدي البلازما إلى ظهور عيوب في الفيلم مثل الثقوب أو عدم التماثل؛
▪ بالمقارنة مع LPCVD، فإن كثافة الفيلم وجودته أسوأ قليلاً.

3. HDP-CVD (ترسيب البلازما عالي الكثافة)

المبدأ: تقنية خاصة لترسيب البخار الكيميائي (PECVD). تُنتج تقنية HDP-CVD (المعروفة أيضًا باسم ICP-CVD) كثافة وجودة بلازما أعلى من معدات PECVD التقليدية عند درجات حرارة ترسيب منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، توفر تقنية HDP-CVD تحكمًا شبه مستقل في تدفق الأيونات والطاقة، مما يُحسّن قدرات ملء الخنادق أو الثقوب لعمليات ترسيب الأغشية الصعبة، مثل الطلاءات المضادة للانعكاس، وترسيب المواد ذات ثابت العزل الكهربائي المنخفض، وغيرها.

سمات:

▪ درجة حرارة العملية: درجة حرارة الغرفة تصل إلى 300 درجة مئوية، ودرجة حرارة العملية منخفضة للغاية؛
▪ نطاق ضغط الغاز: بين 1 و100 ملي تور، أقل من PECVD؛
▪ جودة الفيلم: كثافة بلازما عالية، جودة فيلم عالية، تجانس جيد؛
▪ معدل الترسيب: معدل الترسيب بين LPCVD وPECVD، وهو أعلى قليلاً من LPCVD؛
▪ التوحيد: بسبب البلازما عالية الكثافة، فإن توحيد الفيلم ممتاز، ومناسب لأسطح الركيزة ذات الشكل المعقد؛

المميزات والعيوب:

▪ قادرة على ترسيب أفلام عالية الجودة في درجات حرارة منخفضة، ومناسبة جدًا للمواد الحساسة للحرارة؛
▪ تجانس الفيلم وكثافته ونعومة سطحه الممتازة؛
▪ تعمل كثافة البلازما العالية على تحسين اتساق الترسيب وخصائص الفيلم؛
▪ المعدات المعقدة والتكلفة المرتفعة؛
▪ سرعة الترسيب بطيئة، وقد تؤدي طاقة البلازما العالية إلى إحداث قدر صغير من الضرر.

نرحب بأي عملاء من جميع أنحاء العالم لزيارتنا لمناقشة أخرى!

https://www.vet-china.com/

https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/

https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/

https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j