तीन सामान्य सीवीडी प्रौद्योगिकियों का परिचय

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

सीवीडी एक पारंपरिक पतली फिल्म तैयार करने की तकनीक है। इसका सिद्धांत परमाणुओं और अणुओं के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अग्रदूत में कुछ घटकों को विघटित करने के लिए गैसीय अग्रदूतों का उपयोग करना है, और फिर सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म बनाना है। सीवीडी की बुनियादी विशेषताएं हैं: रासायनिक परिवर्तन (रासायनिक प्रतिक्रियाएं या थर्मल अपघटन); फ़िल्म की सभी सामग्रियाँ बाहरी स्रोतों से आती हैं; अभिकारकों को गैस चरण के रूप में प्रतिक्रिया में भाग लेना चाहिए।

निम्न दबाव रासायनिक वाष्प जमाव (एलपीसीवीडी), प्लाज्मा संवर्धित रासायनिक वाष्प जमाव (पीईसीवीडी) और उच्च घनत्व प्लाज्मा रासायनिक वाष्प जमाव (एचडीपी-सीवीडी) तीन सामान्य सीवीडी प्रौद्योगिकियां हैं, जिनमें सामग्री जमाव, उपकरण आवश्यकताओं, प्रक्रिया की स्थिति आदि में महत्वपूर्ण अंतर हैं। निम्नलिखित इन तीन प्रौद्योगिकियों की एक सरल व्याख्या और तुलना है।

1. एलपीसीवीडी (कम दबाव सीवीडी)

सिद्धांत: कम दबाव की स्थिति में एक सीवीडी प्रक्रिया। इसका सिद्धांत वैक्यूम या कम दबाव वाले वातावरण के तहत प्रतिक्रिया कक्ष में प्रतिक्रिया गैस को इंजेक्ट करना, उच्च तापमान द्वारा गैस को विघटित या प्रतिक्रिया करना और सब्सट्रेट सतह पर जमा एक ठोस फिल्म बनाना है। चूंकि कम दबाव गैस टकराव और अशांति को कम करता है, इसलिए 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, प्रक्रिया तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है;
▪ गैस दबाव सीमा: 0.1~10 टोर्र का निम्न दबाव वातावरण;
▪ फिल्म की गुणवत्ता: उच्च गुणवत्ता, अच्छी एकरूपता, अच्छा घनत्व और कुछ दोष;
▪ जमाव दर: धीमी जमाव दर;
▪ एकरूपता: बड़े आकार के सबस्ट्रेट्स के लिए उपयुक्त, एक समान जमाव;

फायदे और नुकसान:

▪ बहुत समान और घनी फिल्में जमा कर सकते हैं;
▪ बड़े आकार के सबस्ट्रेट्स पर अच्छा प्रदर्शन करता है, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त;
▪ कम लागत;
▪ उच्च तापमान, गर्मी-संवेदनशील सामग्रियों के लिए उपयुक्त नहीं;
▪ जमाव दर धीमी है और उत्पादन अपेक्षाकृत कम है।

2. पीईसीवीडी (प्लाज्मा संवर्धित सीवीडी)

सिद्धांत: कम तापमान पर गैस चरण प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करने के लिए प्लाज्मा का उपयोग करें, प्रतिक्रिया गैस में अणुओं को आयनित और विघटित करें, और फिर सब्सट्रेट सतह पर पतली फिल्में जमा करें। प्लाज्मा की ऊर्जा प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक तापमान को काफी कम कर सकती है, और इसके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। विभिन्न धातु फिल्में, अकार्बनिक फिल्में और जैविक फिल्में तैयार की जा सकती हैं।

विशेषताएँ:

▪ प्रक्रिया तापमान: आमतौर पर 200~400°C के बीच, तापमान अपेक्षाकृत कम होता है;
▪ गैस दबाव सीमा: आमतौर पर सैकड़ों mTorr से कई Torr तक;
▪ फिल्म की गुणवत्ता: हालांकि फिल्म की एकरूपता अच्छी है, प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न दोषों के कारण फिल्म का घनत्व और गुणवत्ता एलपीसीवीडी जितनी अच्छी नहीं है;
▪ जमाव दर: उच्च दर, उच्च उत्पादन क्षमता;
▪ एकरूपता: बड़े आकार के सबस्ट्रेट्स पर एलपीसीवीडी से थोड़ा कमतर;

फायदे और नुकसान:

▪ पतली फिल्में कम तापमान पर जमा की जा सकती हैं, जो गर्मी-संवेदनशील सामग्रियों के लिए उपयुक्त हैं;
▪ तेज़ जमाव गति, कुशल उत्पादन के लिए उपयुक्त;
▪ लचीली प्रक्रिया, प्लाज्मा मापदंडों को समायोजित करके फिल्म गुणों को नियंत्रित किया जा सकता है;
▪ प्लाज्मा फिल्म में पिनहोल या गैर-एकरूपता जैसे दोष उत्पन्न कर सकता है;
▪ एलपीसीवीडी की तुलना में, फिल्म घनत्व और गुणवत्ता थोड़ी खराब है।

3. एचडीपी-सीवीडी (उच्च घनत्व प्लाज्मा सीवीडी)

सिद्धांत: एक विशेष PECVD तकनीक. एचडीपी-सीवीडी (जिसे आईसीपी-सीवीडी के रूप में भी जाना जाता है) कम जमाव तापमान पर पारंपरिक पीईसीवीडी उपकरण की तुलना में उच्च प्लाज्मा घनत्व और गुणवत्ता का उत्पादन कर सकता है। इसके अलावा, एचडीपी-सीवीडी लगभग स्वतंत्र आयन प्रवाह और ऊर्जा नियंत्रण प्रदान करता है, जिससे फिल्म जमाव की मांग के लिए खाई या छेद भरने की क्षमताओं में सुधार होता है, जैसे कि एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स, कम ढांकता हुआ निरंतर सामग्री जमाव आदि।

विशेषताएँ:

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

फायदे और नुकसान:

▪ कम तापमान पर उच्च गुणवत्ता वाली फिल्में जमा करने में सक्षम, गर्मी-संवेदनशील सामग्रियों के लिए बहुत उपयुक्त;
▪ उत्कृष्ट फिल्म एकरूपता, घनत्व और सतह की चिकनाई;
▪ उच्च प्लाज्मा घनत्व जमाव एकरूपता और फिल्म गुणों में सुधार करता है;
▪ जटिल उपकरण और उच्च लागत;
▪ जमाव की गति धीमी है, और उच्च प्लाज्मा ऊर्जा थोड़ी मात्रा में क्षति ला सकती है।

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