He ʻIke Piha o nā ʻAno Hana Hoʻokaʻawale ʻAna o ka ʻIliʻili Lahilahi: MOCVD, Magnetron Sputtering, a me PECVD

I ka hana semiconductor, ʻoiai ʻo ka photolithography a me ke etching nā kaʻina hana i ʻōlelo pinepine ʻia, he mea koʻikoʻi like nā ʻano hana waiho ʻili epitaxial a lahilahi paha. Hoʻolauna kēia ʻatikala i kekahi mau ʻano hana waiho ʻili lahilahi maʻamau i hoʻohana ʻia i ka hana ʻana i nā chip, me kaMOCVD, ka hoʻokuʻu ʻana o ka magnetron, a mePECVD.

No ke aha he mea nui nā kaʻina hana ʻoniʻoni lahilahi i ka hana ʻana i nā chip?

I mea e hoʻohālikelike ai, e noʻonoʻo i kahi berena palahalaha i hoʻomoʻa ʻia. Ma kona iho, hiki ke ʻono palaka. Eia nō naʻe, ma ka palaki ʻana i ka ʻili me nā mea ʻono like ʻole—e like me ka ʻaila pīni ʻono a i ʻole ka syrup malt ʻono—hiki iā ʻoe ke hoʻololi loa i kona ʻono. Ua like kēia mau uhi hoʻonui ʻono menā ʻili lahilahii nā kaʻina hana semiconductor, ʻoiai ʻo ka flatbread ponoʻī e hōʻike ana i kasubstrate.

I ka hana ʻana i nā ʻāpana liʻiliʻi, lawelawe nā ʻiliʻili lahilahi i nā kuleana hana he nui—insulation, conductivity, passivation, light absorption, etc.—a koi kēlā me kēia hana i kahi ʻano hana deposition kikoʻī.

1. Hoʻokahe ʻana o ka mahu kemika metala-ʻOkanika (MOCVD)

He ʻenehana holomua a pololei hoʻi ʻo MOCVD i hoʻohana ʻia no ka waiho ʻana o nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi semiconductor kiʻekiʻe a me nā nanostructures. He kuleana koʻikoʻi kona i ka hana ʻana o nā mea e like me nā LED, nā lasers, a me nā mea uila mana.

Nā ʻĀpana Koʻikoʻi o kahi ʻōnaehana MOCVD:

• ʻŌnaehana Hoʻouna Kinoea
  Kuleana no ka hoʻokomo pololei ʻana o nā mea hana i loko o ke keʻena hana. Hoʻokomo pū kēia i ke kaohi ʻana i ke kahe o:

• Nā kinoea lawe

• Nā mea mua o ka metala-organic

• Nā kinoea hydride
  Loaʻa i ka ʻōnaehana nā kiwikā multi-ala no ka hoʻololi ʻana ma waena o nā ʻano ulu a me nā ʻano purge.

• Keʻena Hoʻonā
  ʻO ka puʻuwai o ka ʻōnaehana kahi e ulu ai ka mea maoli. ʻO nā ʻāpana:

  • Kāpena graphite (paʻa lepo)

  • Nā mea ʻike wela a me ka mahana

  • Nā awa ʻōniʻoniʻo no ka nānā ʻana i loko

  • Nā lima robotic no ka hoʻouka/wehe ʻana i ka wafer aunoa

• ʻŌnaehana Hoʻomalu Ulu
  Aia nā mea hoʻokele logic programmable a me kahi kamepiula kikowaena. Hoʻopaʻa kēia i ka nānā pono ʻana a me ka hana hou ʻana ma ke kaʻina hana waiho ʻana.

• Ka Nānā ʻana ma kahi
  ʻO nā mea hana e like me nā pyrometers a me nā reflectometers e ana:

  • Mānoanoa o ke kiʻiʻoniʻoni

  • Mahana o ka ʻili

  • Ke kūlou ʻana o ka substrate
    Hoʻokomo kēia i ka manaʻo hoʻihoʻi a me ka hoʻoponopono ʻana i ka manawa maoli.

• ʻŌnaehana Hoʻōla Hoʻopau
  Hoʻōla i nā huahana ʻawahia me ka hoʻohana ʻana i ka thermal decomposition a i ʻole ka chemical catalysis e hōʻoia i ka palekana a me ka mālama ʻana i ke kaiapuni.

Hoʻonohonoho ʻana o ke poʻo ʻauʻau pani ʻia (CCS):

I loko o nā reactors MOCVD kū pololei, ʻae ka hoʻolālā CCS i nā kinoea e hoʻokomo like ʻia ma o nā nozzles ʻokoʻa i loko o kahi ʻano showerhead. Hoʻēmi kēia i nā hopena mua a hoʻomaikaʻi i ka hui like ʻana.

• ʻO kamea hoʻopili graphite e wili anakōkua hou i ka homogenize i ka papa palena o nā kinoea, e hoʻomaikaʻi ana i ka like ʻana o ka ʻili ma waena o ka wafer.

2. Ka hoʻoheheʻe ʻana o Magnetron

ʻO ka Magnetron sputtering kahi hana hoʻokaʻawale vapor kino (PVD) i hoʻohana nui ʻia no ka waiho ʻana i nā ʻiliʻili lahilahi a me nā uhi, ʻoiai hoʻi i nā mea uila, optics, a me nā keramika.

Kumu Hana:

1. Mea Pahuhopu
   ʻO ke kumu mea e waiho ʻia ai—metala, ʻoxide, nitride, a pēlā aku—ua hoʻopaʻa ʻia ma kahi cathode.

2. Keʻena Vacuum
   Hana ʻia ke kaʻina hana ma lalo o ka vacuum kiʻekiʻe e pale aku ai i ka haumia.

3. Hanana Plasma
   Hoʻohuihui ʻia kahi kinoea inert, ʻo ia hoʻi ʻo argon, e hana i ka plasma.

4. Ka Hoʻohana ʻana i ke Kahua Magnetic
   Hoʻopaʻa kahi kahua magnetic i nā electrons kokoke i ka pahuhopu e hoʻonui i ka pono ionization.

5. Kaʻina Hana Hoʻoheheʻe
   Hoʻopōkā nā Ions i ka pahuhopu, e hoʻokuke ana i nā ʻātoma e hele ana ma loko o ke keʻena a waiho ma luna o ke substrate.

Nā Pōmaikaʻi o ka Magnetron Sputtering:

• Waiho ʻana o ke kiʻiʻoniʻoni likema nā wahi nui.

• Ka hiki ke waiho i nā hui paʻakikī, me nā mea hao a me nā keramika.

• Nā Palena Kaʻina Hana Hiki ke Hoʻololi ʻiano ka kaohi pololei ʻana i ka mānoanoa, ka haku mele ʻana, a me ka microstructure.

• Kūlana Kiʻiʻoniʻoni Kiʻekiʻeme ka hoʻopili ikaika a me ka ikaika mechanical.

• Hoʻohālikelike Mea Laulā, mai nā metala a i nā oxides a me nā nitrides.

• Hana Haʻahaʻa-Mahana, kūpono no nā mea i pili i ka mahana.

3. Hoʻokahe ʻana o ka mahu kemika i hoʻonui ʻia e ka plasma (PECVD)

Hoʻohana nui ʻia ka PECVD no ka waiho ʻana o nā ʻiliʻili lahilahi e like me ka silicon nitride (SiNx), silicon dioxide (SiO₂), a me ka silicon amorphous.

Kumumanaʻo:

Ma kahi ʻōnaehana PECVD, hoʻokomo ʻia nā kinoea precursor i loko o kahi keʻena vacuum kahi aplasma hoʻokuʻu ʻālohilohihoʻokumu ʻia me ka hoʻohana ʻana i:

• Hoʻonāukiuki RF

• Anakahi uila kiʻekiʻe DC

• Nā kumu microwave a i ʻole nā ​​​​​​kumu pulsed

Hoʻāla ka plasma i nā hopena kinoea, e hana ana i nā ʻano reactive e waiho ana ma luna o ka substrate e hana i kahi ʻili lahilahi.

Nā Kaʻina Hana Hoʻoili:

1. Hoʻokumu ʻana o ka plasma
   Hoʻonāukiuki ʻia e nā kahua electromagnetic, hoʻoheheʻe ʻia nā kinoea precursor e hana i nā radical a me nā ion reactive.

2. Ka Hana a me ka Halihali
   Hana kēia mau ʻano i nā hopena lua i ko lākou neʻe ʻana i ka substrate.

3. Ka Hana ʻIli
   I ka hiki ʻana i ka substrate, hoʻopili lākou, pane, a hana i kahi ʻili paʻa. Hoʻokuʻu ʻia kekahi mau huahana ʻaoʻao ma ke ʻano he mau kinoea.

Nā Pōmaikaʻi o PECVD:

• ʻAno like maikaʻi loai ka haku mele ʻana a me ka mānoanoa o ke kiʻiʻoniʻoni.

• Hoʻopili ikaikaʻoiai ma nā mahana hoʻomoe haʻahaʻa.

• Nā helu waiho kiʻekiʻe, e lilo ana i mea kūpono no ka hana ʻana ma ke ʻano he ʻoihana.

4. Nā ʻenehana hoʻohālikelike ʻili lahilahi

He mea nui ka hoʻomaopopo ʻana i nā ʻano o nā ʻili lahilahi no ka kaohi ʻana i ka maikaʻi. ʻO nā ʻano hana maʻamau:

(1) Hoʻokaʻawale ʻana o ke kukuna X (XRD)

• KumuE kālailai i nā ʻano kristal, nā kūpaʻa lattice, a me nā kuhikuhi.

• KumumanaʻoMa muli o ke Kānāwai o Bragg, ana ke ʻano o ka hoʻopuehu ʻana o nā kukuna X ma o kahi mea crystalline.

• Nā noiʻO ke kristalografia, ka nānā ʻana i ka pae, ke ana ʻana o ke kaumaha, a me ka loiloi ʻili lahilahi.

(2) ʻIkepili Uila ʻIkepili (SEM)

• KumuE nānā i ke ʻano a me ka microstructure o ka ʻili.

• KumumanaʻoHoʻohana i kahi kukuna uila e scan i ka ʻili o ka laʻana. Hōʻike nā hōʻailona i ʻike ʻia (e laʻa, nā electrons lua a me nā electrons i hoʻopuehu ʻia) i nā kikoʻī o ka ʻili.

• Nā noiʻEpekema mea hana, nanotech, biology, a me ka nānā ʻana i ka hāʻule ʻana.

(3) ʻIkepili Mana ʻAtomika (AFM)

• Kumu: Nā ʻili kiʻi ma ka hoʻonā ʻātoma a nanometer paha.

• KumumanaʻoʻO kahi ʻimi ʻoi e nānā i ka ʻili me ka mālama ʻana i ka ikaika pilina mau; hoʻokumu nā neʻe ʻana o ke kū pololei i kahi topography 3D.

• Nā noiNoiʻi nanostructure, ana ʻana o ka ʻilikai, nā haʻawina biomolecular.