இரசாயன நீராவி படிவுகளைப் புரிந்துகொள்வது (CVD): ஒரு விரிவான கண்ணோட்டம்

1. சிவிடியின் பொறிமுறை

சிவிடி என்பது மெல்லிய படங்களின் உருவாக்கத்தை நிர்வகிக்கும் சிக்கலான, ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட படிகளின் வரிசையை உள்ளடக்கியது. இந்த படிகள் சம்பந்தப்பட்ட குறிப்பிட்ட எதிர்வினைகள் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயல்முறை நிலைமைகளைப் பொறுத்தது. இருப்பினும், CVD எதிர்வினைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கான பொதுவான கட்டமைப்பை பின்வருமாறு கோடிட்டுக் காட்டலாம்:

முன்னோடி அறிமுகம் மற்றும் செயல்படுத்தல்: வாயு முன்னோடி பொருட்கள் எதிர்வினை அறைக்குள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த முன்னோடிகள் பின்னர் பொதுவாக வெப்பமாக்கல், பிளாஸ்மா உருவாக்கம் அல்லது இரண்டின் கலவையின் மூலம் செயல்படுத்தப்படுகின்றன.

மேற்பரப்பு எதிர்வினை: செயல்படுத்தப்பட்ட முன்னோடி மூலக்கூறுகள் சூடான அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்படுகின்றன. பின்னர், அவை வேதியியல் எதிர்வினைகளுக்கு உட்படுகின்றன, இது விரும்பிய மெல்லிய படப் பொருளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. இந்த எதிர்வினைகள் ஆக்சிஜனேற்றம், குறைப்பு, சிதைவு மற்றும் இரசாயன நீராவி படிவு உள்ளிட்ட பல்வேறு இரசாயன செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது.

திரைப்பட வளர்ச்சி: செயல்முறை தொடரும் போது, ​​செயல்படுத்தப்பட்ட முன்னோடி மூலக்கூறுகளின் தொடர்ச்சியான வழங்கல், அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் எதிர்வினையைத் தக்கவைத்து, மெல்லிய படலத்தின் படிப்படியான உருவாக்கம் மற்றும் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கிறது. படத்தின் வளர்ச்சி விகிதம் எதிர்வினை வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் முன்னோடி செறிவு போன்ற காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது.

ஒட்டுதல் மற்றும் படிகமாக்கல்: டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பொருள் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொண்டு படிகமயமாக்கலுக்கு உட்பட்டு, குறிப்பிட்ட உருவவியல் மற்றும் படிக அமைப்புடன் தொடர்ச்சியான, திடமான மெல்லிய படலத்தை உருவாக்குகிறது. டெபாசிட் செய்யப்பட்ட படத்தின் பண்புகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட படிவு அளவுருக்கள் மற்றும் முன்னோடி பொருட்களின் உள்ளார்ந்த பண்புகளால் கட்டளையிடப்படுகின்றன.

2. செயல்முறை நிபந்தனைகள் மற்றும் முன்னோடிகள்

சி.வி.டி செயல்முறைகளுக்கு பொதுவாக உயர்ந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்கள் தேவைப்படுகின்றன. உயர் வெப்பநிலை முன்னோடி மூலக்கூறுகளின் வினைத்திறனை மேம்படுத்துகிறது, திறமையான பட உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கிறது. உயர்ந்த அழுத்தங்கள் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்புக்கு அருகில் உள்ள எதிர்வினைகளின் செறிவை அதிகரிக்கிறது, மேலும் படிவு விகிதத்தை துரிதப்படுத்துகிறது.

வாயுக்கள், திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களை உள்ளடக்கிய CVD செயல்முறைகளில் பலவிதமான இரசாயன முன்னோடிகளைப் பயன்படுத்தலாம். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முன்னோடிகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

ஆக்சிஜன்: ஆக்சைடு படல படிவத்தில் பெரும்பாலும் ஆக்சிஜனேற்ற முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஹாலைடுகள்: எடுத்துக்காட்டுகளில் சிலிக்கான் டெட்ராகுளோரைடு (SiCl4), டங்ஸ்டன் ஹெக்ஸாபுளோரைடு (WF6) மற்றும் டைட்டானியம் டெட்ராகுளோரைடு (TiCl4) ஆகியவை அடங்கும்.

ஹைட்ரைடுகள்: சிலேன் (SiH4), ஜெர்மன் (GeH4) மற்றும் அம்மோனியா (NH3) ஆகியவை பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள்.

ஆர்கனோமெட்டாலிக்ஸ்: இதில் டிரைமெதிலாலுமினியம் (அல்(சிஎச்3)3) மற்றும் டெட்ராகிஸ்(டைமெதிலமிடோ)டைட்டானியம் (டி(என்எம்இ2)4) ஆகியவை அடங்கும்.

உலோக அல்காக்சைடுகள்: டெட்ராஎத்தில் ஆர்த்தோசிலிகேட் (TEOS) மற்றும் டைட்டானியம் ஐசோபிராக்சைடு (Ti(OiPr)4) ஆகியவை எடுத்துக்காட்டுகள்.

சிவிடி செயல்முறைகளில் முன்னோடி பொருட்களின் தூய்மை மிக முக்கியமானது. முன்னோடிகளில் இருக்கும் அசுத்தங்கள் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட படத்தில் இணைத்து, அதன் பண்புகளை மாற்றி, சாதனத்தின் செயல்திறனைக் குறைக்கும். மேலும், சிவிடி முன்னோடிகள் சிதைவு மற்றும் அடுத்தடுத்த தூய்மையற்ற உருவாக்கத்தைத் தடுக்க சேமிப்பு நிலைமைகளின் கீழ் நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்த வேண்டும்.

3. CVD இன் நன்மைகள்

CVD மற்ற மெல்லிய-பட வைப்பு நுட்பங்களை விட பல நன்மைகளை வழங்குகிறது, குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் அதன் பரவலான தத்தெடுப்புக்கு பங்களிக்கிறது:

உயர் இணக்கத்தன்மை: அதிக விகிதங்களைக் கொண்ட சிக்கலான, முப்பரிமாண கட்டமைப்புகளில் கூட சீரான படங்களை டெபாசிட் செய்வதில் CVD சிறந்து விளங்குகிறது. இந்த பண்புக்கூறு, பொதுவாக செமிகண்டக்டர் சாதனங்களில் காணப்படும் அகழிகள், வயாஸ் மற்றும் பிற சிக்கலான அம்சங்களைப் பூசுவதற்கு விலைமதிப்பற்றதாக ஆக்குகிறது.

செலவு-செயல்திறன்: அதிக படிவு விகிதங்கள் மற்றும் தடிமனான பூச்சுகளை அடையும் திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக, ஸ்பட்டரிங் போன்ற உடல் நீராவி படிவு (PVD) நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது CVD அதிக செலவு குறைந்ததாக நிரூபிக்கிறது.

Versatile Process Control: CVD offers a wide processing window, allowing for precise control over film thickness, composition, and uniformity by adjusting process parameters like temperature, pressure, and precursor flow rates.

4. CVD இன் வரம்புகள்

அதன் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், CVD சில வரம்புகளை முன்வைக்கிறது:

உயர் செயலாக்க வெப்பநிலை: குறைந்த வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை கொண்ட அடி மூலக்கூறுகளுக்கு உயர்ந்த வெப்பநிலைக்கான தேவை கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக இருக்கலாம்.

முன்னோடி நச்சுத்தன்மை மற்றும் பாதுகாப்பு: பல CVD முன்னோடிகள் நச்சு, எரியக்கூடிய அல்லது அரிக்கும் தன்மை கொண்டவை, கையாளுதல் மற்றும் அகற்றும் போது கடுமையான பாதுகாப்பு நெறிமுறைகள் தேவைப்படுகின்றன.

கழிவு மேலாண்மை: CVD எதிர்வினைகளின் துணை தயாரிப்புகள் அபாயகரமானவை மற்றும் கவனமாக சிகிச்சை மற்றும் அகற்றல் தேவை.

5. PVD பூச்சுகளுடன் ஒப்பீடு

PVD மற்றும் CVD ஆகியவை மெல்லிய ஃபிலிம் படிவுக்கான இரண்டு தனித்துவமான அணுகுமுறைகளைக் குறிக்கின்றன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன. PVD நுட்பங்கள், sputtering மற்றும் ஆவியாதல், ஒரு வெற்றிட சூழலில் ஒரு இலக்கிலிருந்து அடி மூலக்கூறுக்கு பொருள் மாற்றத்தை உள்ளடக்கியது. மாறாக, CVD அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் வாயு முன்னோடிகளின் இரசாயன எதிர்வினைகளை நம்பியுள்ளது.

முக்கிய வேறுபாடுகள் அடங்கும்:

பொருள் பொருந்தக்கூடிய தன்மை: PVD ஆனது உலோகங்கள், உலோகக்கலவைகள் மற்றும் மட்பாண்டங்கள் உட்பட பரந்த அளவிலான பொருட்களை டெபாசிட் செய்ய முடியும், அதே நேரத்தில் CVD பொதுவாக மட்பாண்டங்கள் மற்றும் சில பாலிமர்களை வைப்பதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.

செயல்முறை நிபந்தனைகள்: PVD செயல்முறைகள் பொதுவாக அதிக வெற்றிடத்தின் கீழ் நிகழ்கின்றன, அதே நேரத்தில் CVD பரந்த அளவிலான அழுத்தங்களில் செயல்பட முடியும்.

பூச்சு பண்புகள்: CVD பூச்சுகளுடன் ஒப்பிடும்போது PVD பூச்சுகள் மெல்லியதாகவும், குறைவான இணக்கமாகவும் இருக்கும். இருப்பினும், PVD ஆனது படிவு வேகம் மற்றும் சிக்கலான வடிவவியலைப் பூசுவதில் பன்முகத்தன்மை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் நன்மைகளை வழங்குகிறது.

6. முடிவு

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) என்பது குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் ஒரு மூலக்கல்லாக உள்ளது, இது விதிவிலக்கான சீரான தன்மை, இணக்கத்தன்மை மற்றும் பொருள் பண்புகளின் மீதான கட்டுப்பாட்டுடன் உயர்தர மெல்லிய படங்களின் படிவுகளை செயல்படுத்துகிறது. பரந்த அளவிலான பொருட்களை டெபாசிட் செய்யும் அதன் திறன், அதன் செலவு-செயல்திறன் மற்றும் அளவிடுதல் ஆகியவற்றுடன் இணைந்து, மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு இது ஒரு தவிர்க்க முடியாத கருவியாக அமைகிறது. மினியேட்டரைசேஷன் மற்றும் செயல்திறனுக்கான தேவை செமிகண்டக்டர் தொழிற்துறையை முன்னோக்கி நகர்த்தி வருவதால், CVD சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி வரும் ஆண்டுகளில் ஒரு முக்கியமான தொழில்நுட்பமாக இருக்கும்.**