Mae'r broses ysgythru sych fel arfer yn cynnwys pedwar cyflwr sylfaenol: cyn ysgythru, ysgythru rhannol, dim ond ysgythru, a gor ysgythru. Y prif nodweddion yw cyfradd ysgythru, detholusrwydd, dimensiwn critigol, unffurfiaeth, a chanfod diweddbwynt.
Ffigur 1 Cyn ysgythru
Ffigur 2 Ysgythriad rhannol
Ffigur 3 Dim ond ysgythru
Ffigur 4 Dros ysgythru
(1) Cyfradd ysgythru: dyfnder neu drwch y deunydd ysgythru a dynnwyd fesul uned amser.
Ffigur 5 Diagram cyfradd ysgythru
(2) Dewisoldeb: cymhareb cyfraddau ysgythru gwahanol ddeunyddiau ysgythru.
Ffigur 6 Diagram detholedd
(3) Dimensiwn critigol: maint y patrwm mewn ardal benodol ar ôl cwblhau ysgythru.
Ffigur 7 Diagram dimensiwn critigol
(4) Unffurfiaeth: i fesur unffurfiaeth y dimensiwn ysgythru critigol (CD), a nodweddir yn gyffredinol gan y map llawn o CD, y fformiwla yw: U=(Uchafswm-Min)/2*AVG.
Ffigur 8 Diagram Sgematig Unffurfiaeth
(5) Canfod pwynt diwedd: Yn ystod y broses ysgythru, mae newid dwyster golau yn cael ei ganfod yn gyson. Pan fydd dwysedd golau penodol yn codi neu'n disgyn yn sylweddol, mae'r ysgythru yn cael ei derfynu i nodi cwblhau haen benodol o ysgythru ffilm.
Ffigur 9 Diagram sgematig diweddbwynt
Mewn ysgythru sych, mae'r nwy yn cael ei gyffroi gan amledd uchel (13.56 MHz neu 2.45 GHz yn bennaf). Ar bwysau o 1 i 100 Pa, mae ei lwybr cymedrig am ddim yn sawl milimetr i sawl centimetr. Mae tri phrif fath o ysgythru sych:
•Ysgythriad sych corfforol: mae gronynnau carlam yn gwisgo'r wyneb wafer yn gorfforol
•Ysgythriad sych cemegol: mae nwy yn adweithio'n gemegol â'r wyneb wafer
•Ysgythriad sych corfforol cemegol: proses ysgythru ffisegol gyda nodweddion cemegol
1. Ysgythriad pelydr Ion
Mae ysgythru trawst ïon (Ysgythru Beam Ion) yn broses brosesu sych gorfforol sy'n defnyddio trawst ïon argon ynni uchel gydag egni o tua 1 i 3 keV i arbelydru arwyneb y deunydd. Mae egni'r trawst ïon yn achosi iddo effeithio a thynnu'r deunydd arwyneb. Mae'r broses ysgythru yn anisotropig yn achos trawstiau ïon digwyddiad fertigol neu oblique. Fodd bynnag, oherwydd ei ddiffyg detholusrwydd, nid oes unrhyw wahaniaeth clir rhwng deunyddiau ar wahanol lefelau. Mae'r nwyon a gynhyrchir a'r deunyddiau ysgythru yn cael eu disbyddu gan y pwmp gwactod, ond gan nad yw'r cynhyrchion adwaith yn nwyon, mae gronynnau'n cael eu dyddodi ar waliau'r wafer neu'r siambr.
Er mwyn atal gronynnau rhag ffurfio, gellir cyflwyno ail nwy i'r siambr. Bydd y nwy hwn yn adweithio â'r ïonau argon ac yn achosi proses ysgythru ffisegol a chemegol. Bydd rhan o'r nwy yn adweithio gyda'r deunydd arwyneb, ond bydd hefyd yn adweithio gyda'r gronynnau caboledig i ffurfio sgil-gynhyrchion nwyol. Gellir ysgythru bron pob math o ddeunyddiau gan y dull hwn. Oherwydd yr ymbelydredd fertigol, mae'r gwisgo ar y waliau fertigol yn fach iawn (anisotropi uchel). Fodd bynnag, oherwydd ei ddetholusrwydd isel a'i gyfradd ysgythru araf, anaml y defnyddir y broses hon mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion cyfredol.
2. Plasma ysgythru
Mae ysgythru plasma yn broses ysgythru cemegol absoliwt, a elwir hefyd yn ysgythru sych cemegol. Ei fantais yw nad yw'n achosi niwed ïon i'r wyneb wafer. Gan fod y rhywogaethau gweithredol yn y nwy ysgythru yn rhydd i symud a bod y broses ysgythru yn isotropig, mae'r dull hwn yn addas ar gyfer tynnu'r haen ffilm gyfan (er enghraifft, glanhau'r ochr gefn ar ôl ocsidiad thermol).
Mae adweithydd i lawr yr afon yn fath o adweithydd a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer ysgythru plasma. Yn yr adweithydd hwn, mae'r plasma'n cael ei gynhyrchu gan ïoneiddiad trawiad mewn maes trydan amledd uchel o 2.45GHz a'i wahanu oddi wrth y wafer.
Yn yr ardal gollwng nwy, mae gronynnau amrywiol yn cael eu cynhyrchu oherwydd effaith a chyffro, gan gynnwys radicalau rhydd. Mae radicalau rhydd yn atomau niwtral neu foleciwlau ag electronau annirlawn, felly maent yn adweithiol iawn. Yn y broses ysgythru plasma, defnyddir rhai nwyon niwtral, megis tetrafluoromethane (CF4), yn aml, sy'n cael eu cyflwyno i'r ardal rhyddhau nwy i gynhyrchu rhywogaethau gweithredol trwy ïoneiddiad neu ddadelfennu.
Er enghraifft, yn nwy CF4, caiff ei gyflwyno i'r ardal rhyddhau nwy a'i ddadelfennu i radicalau fflworin (F) a moleciwlau carbon deuocsid (CF2). Yn yr un modd, gellir dadelfennu fflworin (F) o CF4 trwy ychwanegu ocsigen (O2).
2 CF4 + O2 —> 2 COF2 + 2 F2
Gall y moleciwl fflworin rannu'n ddau atom fflworin annibynnol o dan egni'r rhanbarth rhyddhau nwy, ac mae pob un ohonynt yn radical rhydd o fflworin. Gan fod gan bob atom fflworin saith electron falens a'i fod yn tueddu i gyflawni ffurfwedd electronig nwy anadweithiol, maent i gyd yn adweithiol iawn. Yn ogystal â radicalau rhydd fflworin niwtral, bydd gronynnau wedi'u gwefru fel CF+4, CF+3, CF+2, ac ati yn y rhanbarth rhyddhau nwy. Yn dilyn hynny, mae'r holl ronynnau hyn a radicalau rhydd yn cael eu cyflwyno i'r siambr ysgythru trwy'r tiwb ceramig.
Gall y gronynnau gwefredig gael eu rhwystro gan gratiau echdynnu neu eu hailgyfuno yn y broses o ffurfio moleciwlau niwtral i reoli eu hymddygiad yn y siambr ysgythru. Bydd radicalau rhydd o fflworin hefyd yn cael eu hailgyfuno'n rhannol, ond maent yn dal yn ddigon gweithredol i fynd i mewn i'r siambr ysgythru, adweithio'n gemegol ar wyneb y wafer ac achosi stripio deunydd. Nid yw gronynnau niwtral eraill yn cymryd rhan yn y broses ysgythru ac yn cael eu bwyta ynghyd â'r cynhyrchion adwaith.
Enghreifftiau o ffilmiau tenau y gellir eu hysgythru mewn ysgythriad plasma:
• Silicon: Si + 4F—> SiF4
• Silicon deuocsid: SiO2 + 4F—> SiF4 + O2
• Silicon nitrid: Si3N4 + 12F—> 3SiF4 + 2N2
3.Ysgythru ïon adweithiol (RIE)
Mae ysgythru ïon adweithiol yn broses ysgythru cemegol-corfforol a all reoli detholusrwydd, proffil ysgythru, cyfradd ysgythru, unffurfiaeth ac ailadroddadwyedd yn gywir iawn. Gall gyflawni proffiliau ysgythru isotropig ac anisotropig ac felly mae'n un o'r prosesau pwysicaf ar gyfer adeiladu ffilmiau tenau amrywiol mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion.
Yn ystod RIE, gosodir y wafer ar electrod amledd uchel (electrod HF). Trwy ïoneiddiad trawiad, cynhyrchir plasma lle mae electronau rhydd ac ïonau â gwefr bositif yn bodoli. Os cymhwysir foltedd positif i'r electrod HF, mae'r electronau rhydd yn cronni ar yr wyneb electrod ac ni allant adael yr electrod eto oherwydd eu haffinedd electronau. Felly, codir yr electrodau i -1000V (foltedd gogwydd) fel na all yr ïonau araf ddilyn y maes trydan sy'n newid yn gyflym i'r electrod â gwefr negyddol.
Yn ystod ysgythru ïon (RIE), os yw llwybr rhydd cymedrig yr ïonau yn uchel, maen nhw'n taro wyneb y wafer i gyfeiriad perpendicwlar bron. Yn y modd hwn, mae'r ïonau carlam yn bwrw'r deunydd allan ac yn ffurfio adwaith cemegol trwy ysgythru corfforol. Gan nad yw'r waliau ochr ochrol yn cael eu heffeithio, mae'r proffil etch yn parhau i fod yn anisotropig ac mae'r traul arwyneb yn fach. Fodd bynnag, nid yw'r detholusrwydd yn uchel iawn oherwydd bod y broses ysgythru corfforol hefyd yn digwydd. Yn ogystal, mae cyflymiad yr ïonau yn achosi difrod i'r wyneb wafer, sy'n gofyn am anelio thermol i'w atgyweirio.
Mae rhan gemegol y broses ysgythru yn cael ei chwblhau gan radicalau rhydd sy'n adweithio â'r wyneb a'r ïonau'n taro'r deunydd yn gorfforol fel nad yw'n ail-adneuo ar y wafer na waliau'r siambr, gan osgoi'r ffenomen ail-leoli fel ysgythru trawst ïon. Wrth gynyddu'r pwysedd nwy yn y siambr ysgythru, mae llwybr cymedrig rhydd yr ïonau yn cael ei leihau, sy'n cynyddu nifer y gwrthdrawiadau rhwng yr ïonau a'r moleciwlau nwy, ac mae'r ïonau wedi'u gwasgaru i gyfeiriadau mwy gwahanol. Mae hyn yn arwain at lai o ysgythru cyfeiriadol, gan wneud y broses ysgythru yn fwy cemegol.
Cyflawnir proffiliau ysgythriad anisotropig trwy oddef y waliau ochr yn ystod ysgythru silicon. Cyflwynir ocsigen i'r siambr ysgythru, lle mae'n adweithio â'r silicon ysgythru i ffurfio silicon deuocsid, sy'n cael ei ddyddodi ar y waliau ochr fertigol. Oherwydd peledu ïon, mae'r haen ocsid ar yr ardaloedd llorweddol yn cael ei dynnu, gan ganiatáu i'r broses ysgythru ochrol barhau. Gall y dull hwn reoli siâp y proffil etch a serthrwydd y waliau ochr.
Mae'r gyfradd etch yn cael ei effeithio gan ffactorau megis pwysau, pŵer generadur HF, nwy proses, cyfradd llif nwy gwirioneddol a thymheredd wafferi, ac mae ei ystod amrywiad yn cael ei gadw o dan 15%. Mae anisotropi yn cynyddu gyda phŵer HF cynyddol, pwysau'n gostwng a thymheredd yn gostwng. Mae unffurfiaeth y broses ysgythru yn cael ei bennu gan y nwy, bylchau electrod a deunydd electrod. Os yw'r pellter electrod yn rhy fach, ni all y plasma gael ei wasgaru'n gyfartal, gan arwain at ddiffyg unffurfiaeth. Mae cynyddu'r pellter electrod yn lleihau'r gyfradd ysgythru oherwydd bod y plasma yn cael ei ddosbarthu mewn cyfaint mwy. Carbon yw'r deunydd electrod a ffafrir oherwydd ei fod yn cynhyrchu plasma dan straen unffurf fel bod ymyl y wafer yn cael ei effeithio yn yr un modd â chanol y wafer.
Mae'r broses nwy yn chwarae rhan bwysig mewn detholedd a chyfradd ysgythru. Ar gyfer cyfansoddion silicon a silicon, defnyddir fflworin a chlorin yn bennaf i gyflawni ysgythru. Gall dewis y nwy priodol, addasu llif a gwasgedd nwy, a rheoli paramedrau eraill megis tymheredd a phŵer yn y broses gyflawni'r gyfradd ysgythru, detholusrwydd ac unffurfiaeth a ddymunir. Mae optimeiddio'r paramedrau hyn fel arfer yn cael ei addasu ar gyfer gwahanol gymwysiadau a deunyddiau.
Nid yw'r broses ysgythru yn gyfyngedig i un nwy, cymysgedd nwy, neu baramedrau proses sefydlog. Er enghraifft, gellir tynnu'r ocsid brodorol ar polysilicon yn gyntaf gyda chyfradd ysgythru uchel a detholedd isel, tra gellir ysgythru'r polysilicon yn ddiweddarach gyda detholedd uwch o'i gymharu â'r haenau gwaelodol.
——————————————————————————————————————————————— ——————————
Gall Semicera ddarparurhannau graffit, ffelt meddal/anhyblyg, rhannau carbid silicon,Rhannau CVD carbid silicon,aRhannau wedi'u gorchuddio â SiC/TaC ag mewn 30 diwrnod.
Os oes gennych ddiddordeb yn y cynhyrchion lled-ddargludyddion uchod,peidiwch ag oedi cyn cysylltu â ni am y tro cyntaf.
Ffôn: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Amser post: Medi-12-2024