หลักการและเทคโนโลยีการเคลือบด้วยไอทางกายภาพ (PVD) (2/2) - VeTek Semiconductor

การเคลือบการระเหยของลำแสงอิเล็กตรอน

เนื่องจากข้อเสียบางประการของการให้ความร้อนด้วยความต้านทาน เช่น ความหนาแน่นของพลังงานต่ำที่ได้มาจากแหล่งการระเหยด้วยความต้านทาน การระเหยของแหล่งการระเหยบางอย่างส่งผลต่อความบริสุทธิ์ของฟิล์ม ฯลฯ จำเป็นต้องพัฒนาแหล่งการระเหยใหม่ การเคลือบการระเหยของลำแสงอิเล็กตรอนเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่ใส่วัสดุการระเหยลงในเบ้าหลอมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนโดยตรงเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุฟิล์ม และระเหยวัสดุฟิล์มและควบแน่นบนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์ม แหล่งกำเนิดการระเหยของลำอิเล็กตรอนสามารถให้ความร้อนได้ถึง 6,000 องศาเซลเซียส ซึ่งสามารถหลอมวัสดุทั่วไปได้เกือบทั้งหมด และสามารถสะสมฟิล์มบางบนพื้นผิว เช่น โลหะ ออกไซด์ และพลาสติกด้วยความเร็วสูง

การสะสมของพัลส์เลเซอร์

การสะสมของเลเซอร์พัลซิ่ง (PLD)เป็นวิธีการสร้างฟิล์มที่ใช้ลำแสงเลเซอร์พัลส์พลังงานสูงในการฉายรังสีวัสดุเป้าหมาย (วัสดุเป้าหมายจำนวนมากหรือวัสดุจำนวนมากที่มีความหนาแน่นสูงที่ถูกกดจากวัสดุฟิล์มที่เป็นผง) เพื่อให้วัสดุเป้าหมายเฉพาะจุดมีอุณหภูมิสูงมากในทันที และระเหยกลายเป็นฟิล์มบางๆ บนสารตั้งต้น

Epitaxy ลำแสงโมเลกุล

Molecular Beam Epitaxy (MBE) เป็นเทคโนโลยีการเตรียมฟิล์มบางที่สามารถควบคุมความหนาของฟิล์มเอพิแทกเซียล การเติมฟิล์มบาง และความเรียบของส่วนต่อประสานในระดับอะตอมได้อย่างแม่นยำ ส่วนใหญ่จะใช้ในการเตรียมฟิล์มบางที่มีความแม่นยำสูงสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ฟิล์มบางพิเศษ ช่องควอนตัมหลายชั้น และซูเปอร์แลตติซ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการเตรียมการหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์รุ่นใหม่

Epitaxy ลำแสงโมเลกุลเป็นวิธีการเคลือบที่วางส่วนประกอบของคริสตัลในแหล่งการระเหยที่แตกต่างกัน ค่อยๆ ให้ความร้อนแก่วัสดุฟิล์มภายใต้สภาวะสุญญากาศที่สูงเป็นพิเศษที่ 1e-8Pa ​​สร้างการไหลของลำแสงโมเลกุล และฉีดพ่นลงบนพื้นผิวที่ระดับหนึ่ง ความเร็วการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนและสัดส่วนที่แน่นอน ทำให้เกิดฟิล์มบาง epitaxis บนพื้นผิว และติดตามกระบวนการเติบโตทางออนไลน์

โดยพื้นฐานแล้ว มันคือการเคลือบด้วยการระเหยแบบสุญญากาศ ซึ่งมี 3 กระบวนการ ได้แก่ การสร้างลำแสงโมเลกุล การขนส่งลำแสงโมเลกุล และการสะสมลำแสงโมเลกุล แผนผังของอุปกรณ์ epitaxy ลำแสงโมเลกุลแสดงอยู่ด้านบน วัสดุเป้าหมายจะถูกวางลงในแหล่งการระเหย แหล่งระเหยแต่ละแหล่งมีแผ่นกั้น แหล่งกำเนิดการระเหยอยู่ในแนวเดียวกับพื้นผิว อุณหภูมิความร้อนของพื้นผิวสามารถปรับได้ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ตรวจสอบเพื่อตรวจสอบโครงสร้างผลึกของฟิล์มบางทางออนไลน์

การเคลือบสปัตเตอร์แบบสุญญากาศ

เมื่อพื้นผิวของแข็งถูกถล่มด้วยอนุภาคพลัง อะตอมบนพื้นผิวของแข็งจะชนกับอนุภาคพลัง และเป็นไปได้ที่จะได้รับพลังงานและโมเมนตัมเพียงพอและหลุดออกจากพื้นผิว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสปัตเตอร์ การเคลือบสปัตเตอร์ริ่งเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่โจมตีเป้าหมายที่เป็นของแข็งด้วยอนุภาคพลัง ทำการสปัตเตอร์อะตอมของเป้าหมายและสะสมไว้บนพื้นผิวของสารตั้งต้นเพื่อสร้างฟิล์มบางๆ

การแนะนำสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวเป้าหมายแคโทดสามารถใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อจำกัดอิเล็กตรอน ขยายเส้นทางอิเล็กตรอน เพิ่มความน่าจะเป็นของการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมอาร์กอน และบรรลุการคายประจุที่เสถียรภายใต้แรงดันต่ำ วิธีการเคลือบตามหลักการนี้เรียกว่าการเคลือบแมกนีตรอนสปัตเตอร์

แผนภาพหลักการของการสปัตเตอร์แมกนีตรอนกระแสตรงดังที่แสดงไว้ด้านบน ส่วนประกอบหลักในห้องสุญญากาศคือเป้าหมายการสปัตเตอร์แมกนีตรอนและสารตั้งต้น วัสดุพิมพ์และเป้าหมายหันหน้าเข้าหากัน วัสดุพิมพ์ต่อสายดิน และเป้าหมายเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าลบ นั่นคือ วัสดุพิมพ์มีศักยภาพเชิงบวกสัมพันธ์กับเป้าหมาย ดังนั้นทิศทางของสนามไฟฟ้าจึงมาจากวัสดุพิมพ์ ไปยังเป้าหมาย แม่เหล็กถาวรที่ใช้ในการสร้างสนามแม่เหล็กจะติดตั้งอยู่ที่ด้านหลังของเป้าหมาย และเส้นแรงแม่เหล็กจะชี้จากขั้ว N ของแม่เหล็กถาวรไปยังขั้ว S และก่อตัวเป็นพื้นที่ปิดด้วยพื้นผิวเป้าหมายแคโทด 

เป้าหมายและแม่เหล็กจะถูกระบายความร้อนด้วยน้ำหล่อเย็น เมื่อห้องสุญญากาศถูกอพยพออกไปน้อยกว่า 1e-3Pa Ar จะถูกเติมเข้าไปในห้องสุญญากาศเป็น 0.1 ถึง 1Pa จากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังขั้วบวกและขั้วลบเพื่อปล่อยก๊าซเรืองแสงและสร้างพลาสมา ไอออนของอาร์กอนในอาร์กอนพลาสมาเคลื่อนที่ไปยังเป้าหมายที่เป็นแคโทดภายใต้การกระทำของแรงสนามไฟฟ้า จะถูกเร่งเมื่อผ่านพื้นที่มืดของแคโทด ระดมยิงใส่เป้าหมาย และพ่นอะตอมเป้าหมายและอิเล็กตรอนทุติยภูมิออกไป

ในกระบวนการเคลือบ DC สปัตเตอร์ริ่ง ก๊าซปฏิกิริยาบางชนิดมักถูกนำมาใช้ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน มีเทน หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ เป็นต้น ก๊าซปฏิกิริยาเหล่านี้จะถูกเติมลงในพลาสมาอาร์กอน และถูกกระตุ้น แตกตัวเป็นไอออน หรือแตกตัวเป็นไอออนพร้อมกับ Ar อะตอมเพื่อสร้างหมู่แอคทีฟต่างๆ กลุ่มที่กระตุ้นการทำงานเหล่านี้จะเข้าถึงพื้นผิวของสารตั้งต้นพร้อมกับอะตอมเป้าหมาย เกิดปฏิกิริยาเคมี และสร้างฟิล์มสารประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น ออกไซด์ ไนไตรด์ ฯลฯ กระบวนการนี้เรียกว่า DC reactive magnetron sputtering

VeTek Semiconductor เป็นผู้ผลิตมืออาชีพของจีนการเคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์, การเคลือบซิลิคอนคาร์ไบด์, กราไฟท์พิเศษ, เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์และเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ- VeTek Semiconductor มุ่งมั่นที่จะนำเสนอโซลูชั่นขั้นสูงสำหรับผลิตภัณฑ์การเคลือบต่างๆ สำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

ม็อบ/WhatsAPP: +86-180 6922 0752

อีเมล์: anny@veteksemi.com