तीन सामान्य सीवीडी प्रौद्योगिकियों का परिचय

रासायनिक वाष्प निक्षेपण(सीवीडी)यह अर्धचालक उद्योग में विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को जमा करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक है, जिसमें इन्सुलेटिंग सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला, अधिकांश धातु सामग्री और धातु मिश्र धातु सामग्री शामिल हैं।

सीवीडी (CVD) एक पारंपरिक पतली फिल्म निर्माण तकनीक है। इसका सिद्धांत गैसीय अग्रदूतों का उपयोग करके परमाणुओं और अणुओं के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अग्रदूत के कुछ घटकों को विघटित करना है, और फिर सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म बनाना है। सीवीडी की मूलभूत विशेषताएं हैं: रासायनिक परिवर्तन (रासायनिक प्रतिक्रियाएं या ऊष्मीय विघटन); फिल्म में सभी पदार्थ बाहरी स्रोतों से आते हैं; अभिकारकों को गैसीय अवस्था में प्रतिक्रिया में भाग लेना आवश्यक है।

कम दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेपण (एलपीसीवीडी), प्लाज्मा संवर्धित रासायनिक वाष्प निक्षेपण (पीईसीवीडी) और उच्च घनत्व प्लाज्मा रासायनिक वाष्प निक्षेपण (एचडीपी-सीवीडी) तीन सामान्य सीवीडी प्रौद्योगिकियां हैं, जिनमें सामग्री निक्षेपण, उपकरण आवश्यकताएं, प्रक्रिया स्थितियां आदि में महत्वपूर्ण अंतर हैं। निम्नलिखित में इन तीनों प्रौद्योगिकियों का सरलीकृत विवरण और तुलना दी गई है।

1. एलपीसीवीडी (लो प्रेशर सीवीडी)

सिद्धांत: निम्न दाब परिस्थितियों में CVD प्रक्रिया। इसका सिद्धांत यह है कि प्रतिक्रिया गैस को निर्वात या निम्न दाब वातावरण में प्रतिक्रिया कक्ष में डाला जाता है, उच्च तापमान द्वारा गैस का अपघटन या अभिक्रिया कराई जाती है, जिससे सब्सट्रेट सतह पर एक ठोस फिल्म जमा हो जाती है। निम्न दाब गैसों के टकराव और अशांति को कम करता है, जिससे फिल्म की एकरूपता और गुणवत्ता में सुधार होता है। LPCVD का व्यापक रूप से सिलिकॉन डाइऑक्साइड (LTO TEOS), सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4), पॉलीसिलिकॉन (POLY), फॉस्फोसिलिकेट ग्लास (BSG), बोरोफॉस्फोसिलिकेट ग्लास (BPSG), डोप्ड पॉलीसिलिकॉन, ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब और अन्य फिल्मों में उपयोग किया जाता है।

विशेषताएँ:

▪ प्रक्रिया तापमान: आमतौर पर 500~900 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, प्रक्रिया तापमान अपेक्षाकृत उच्च होता है;
▪ गैस दाब सीमा: 0.1~10 टॉर का निम्न दाब वातावरण;
▪ फिल्म की गुणवत्ता: उच्च गुणवत्ता, अच्छी एकरूपता, अच्छा घनत्व और कम दोष;
▪ निक्षेपण दर: धीमी निक्षेपण दर;
▪ एकरूपता: बड़े आकार के सब्सट्रेट के लिए उपयुक्त, एकसमान जमाव;

लाभ और हानियाँ:

▪ यह बहुत ही एकसमान और सघन परतें जमा कर सकता है;
▪ बड़े आकार के सब्सट्रेट पर अच्छा प्रदर्शन करता है, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है;
▪ कम लागत;
▪ उच्च तापमान, ऊष्मा संवेदनशील पदार्थों के लिए उपयुक्त नहीं;
▪ निक्षेपण दर धीमी है और उत्पादन अपेक्षाकृत कम है।

2. पीईसीवीडी (प्लाज्मा एन्हांस्ड सीवीडी)

सिद्धांत: प्लाज्मा का उपयोग करके कम तापमान पर गैसीय अभिक्रियाओं को सक्रिय किया जाता है, अभिक्रियाशील गैस में अणुओं का आयनीकरण और विघटन किया जाता है, और फिर सब्सट्रेट की सतह पर पतली परतें जमा की जाती हैं। प्लाज्मा की ऊर्जा अभिक्रिया के लिए आवश्यक तापमान को काफी कम कर सकती है, और इसके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। विभिन्न धातु परतें, अकार्बनिक परतें और कार्बनिक परतें तैयार की जा सकती हैं।

विशेषताएँ:

▪ प्रक्रिया तापमान: आमतौर पर 200~400 डिग्री सेल्सियस के बीच, तापमान अपेक्षाकृत कम होता है;
▪ गैस का दाब रेंज: आमतौर पर सैकड़ों मिलीटॉर से लेकर कुछ मिलीटॉर तक;
▪ फिल्म की गुणवत्ता: हालांकि फिल्म की एकरूपता अच्छी है, लेकिन प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न होने वाले दोषों के कारण फिल्म का घनत्व और गुणवत्ता एलपीसीवीडी जितनी अच्छी नहीं है;
▪ निक्षेपण दर: उच्च दर, उच्च उत्पादन दक्षता;
▪ एकरूपता: बड़े आकार के सब्सट्रेट पर एलपीसीवीडी की तुलना में थोड़ी कमतर;

लाभ और हानियाँ:

▪ पतली फिल्मों को कम तापमान पर जमा किया जा सकता है, जो गर्मी के प्रति संवेदनशील सामग्रियों के लिए उपयुक्त है;
▪ तीव्र जमाव गति, कुशल उत्पादन के लिए उपयुक्त;
▪ लचीली प्रक्रिया, प्लाज्मा मापदंडों को समायोजित करके फिल्म के गुणों को नियंत्रित किया जा सकता है;
▪ प्लाज्मा के कारण फिल्म में पिनहोल या गैर-एकसमानता जैसे दोष उत्पन्न हो सकते हैं;
▪ एलपीसीवीडी की तुलना में, फिल्म का घनत्व और गुणवत्ता थोड़ी खराब होती है।

3. एचडीपी-सीवीडी (हाई डेंसिटी प्लाज्मा सीवीडी)

सिद्धांत: एक विशेष PECVD तकनीक। HDP-CVD (जिसे ICP-CVD भी कहा जाता है) पारंपरिक PECVD उपकरणों की तुलना में कम जमाव तापमान पर उच्च प्लाज्मा घनत्व और गुणवत्ता उत्पन्न कर सकता है। इसके अलावा, HDP-CVD लगभग स्वतंत्र आयन प्रवाह और ऊर्जा नियंत्रण प्रदान करता है, जिससे एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स, कम डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक वाली सामग्री का जमाव आदि जैसी जटिल फिल्म जमाव प्रक्रियाओं के लिए खाई या छेद भरने की क्षमता में सुधार होता है।

विशेषताएँ:

▪ प्रक्रिया तापमान: कमरे के तापमान से 300℃ तक, प्रक्रिया तापमान बहुत कम है;
▪ गैस दबाव सीमा: 1 और 100 मीटर टॉर के बीच, पीईसीवीडी से कम;
▪ फिल्म की गुणवत्ता: उच्च प्लाज्मा घनत्व, उच्च फिल्म गुणवत्ता, अच्छी एकरूपता;
▪ निक्षेपण दर: निक्षेपण दर एलपीसीवीडी और पीईसीवीडी के बीच है, एलपीसीवीडी से थोड़ी अधिक है;
▪ एकरूपता: उच्च घनत्व वाले प्लाज्मा के कारण, फिल्म की एकरूपता उत्कृष्ट होती है, जो जटिल आकार की सब्सट्रेट सतहों के लिए उपयुक्त है;

लाभ और हानियाँ:

▪ कम तापमान पर उच्च गुणवत्ता वाली परतें चढ़ाने में सक्षम, ऊष्मा-संवेदनशील सामग्रियों के लिए अत्यंत उपयुक्त;
▪ उत्कृष्ट फिल्म एकरूपता, घनत्व और सतह की चिकनाई;
▪ उच्च प्लाज्मा घनत्व जमाव की एकरूपता और फिल्म के गुणों में सुधार करता है;
▪ जटिल उपकरण और अधिक लागत;
▪ निक्षेपण की गति धीमी है, और उच्च प्लाज्मा ऊर्जा से थोड़ी मात्रा में क्षति हो सकती है।

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