भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी) कोटिंग (2/2) के सिद्धांत और प्रौद्योगिकी - वेटेक सेमीकंडक्टर

इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण कोटिंग

प्रतिरोध हीटिंग के कुछ नुकसान के कारण, जैसे कि प्रतिरोध वाष्पीकरण स्रोत द्वारा प्रदान की गई कम ऊर्जा घनत्व, वाष्पीकरण स्रोत के कुछ वाष्पीकरण ने फिल्म शुद्धता को प्रभावित किया, आदि, नए वाष्पीकरण स्रोतों को विकसित करने की आवश्यकता है। इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण कोटिंग एक कोटिंग तकनीक है जो वाष्पीकरण सामग्री को एक पानी-कूल्ड क्रूसिबल में डालती है, सीधे फिल्म सामग्री को गर्म करने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करती है, और फिल्म सामग्री को वाष्पीकृत करती है और एक फिल्म बनाने के लिए सब्सट्रेट पर इसे संघनित करती है। इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण स्रोत को 6000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जा सकता है, जो लगभग सभी सामान्य सामग्रियों को पिघला सकता है, और उच्च गति पर धातुओं, ऑक्साइड और प्लास्टिक जैसे सब्सट्रेट पर पतली फिल्में जमा कर सकता है।

Schematic diagram of E-type electron gun

लेजर पल्स जमाव

स्पंदित लेजर जमाव (पीएलडी)एक फिल्म-निर्माण विधि है जो लक्ष्य सामग्री (थोक लक्ष्य सामग्री या पाउडर फिल्म सामग्री से दबाई गई उच्च घनत्व वाली थोक सामग्री) को विकिरणित करने के लिए उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेजर बीम का उपयोग करती है, ताकि स्थानीय लक्ष्य सामग्री एक पल में बहुत उच्च तापमान तक बढ़ जाए। और वाष्पीकृत होकर सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म बनाता है।

pulsed laser deposition PLD

आणविक किरण एपिटेक्सी

आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई) एक पतली फिल्म तैयार करने की तकनीक है जो परमाणु पैमाने पर एपिटैक्सियल फिल्म की मोटाई, पतली फिल्म की डोपिंग और इंटरफ़ेस समतलता को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है। इसका उपयोग मुख्य रूप से अल्ट्रा-थिन फिल्म, मल्टी-लेयर क्वांटम वेल्स और सुपरलैटिस जैसे अर्धचालकों के लिए उच्च-सटीक पतली फिल्में तैयार करने के लिए किया जाता है। यह नई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मुख्य तैयारी प्रौद्योगिकियों में से एक है।

molecular beam epitaxy MBE

आणविक बीम एपिटैक्सी एक कोटिंग विधि है जो क्रिस्टल के घटकों को अलग-अलग वाष्पीकरण स्रोतों में रखता है, धीरे-धीरे फिल्म सामग्री को 1E-8PA के अल्ट्रा-हाई वैक्यूम स्थितियों के तहत गर्म करता है, एक आणविक बीम प्रवाह बनाता है, और एक निश्चित रूप से सब्सट्रेट पर स्प्रे करता है थर्मल मोशन स्पीड और एक निश्चित अनुपात, सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल पतली फिल्मों को उगाता है, और विकास प्रक्रिया की ऑनलाइन निगरानी करता है।

संक्षेप में, यह एक वैक्यूम वाष्पीकरण कोटिंग है, जिसमें तीन प्रक्रियाएं शामिल हैं: आणविक किरण उत्पादन, आणविक किरण परिवहन और आणविक किरण जमाव। आणविक बीम एपिटेक्सी उपकरण का योजनाबद्ध आरेख ऊपर दिखाया गया है। लक्ष्य सामग्री को वाष्पीकरण स्रोत में रखा जाता है। प्रत्येक वाष्पीकरण स्रोत में एक बाधा होती है। वाष्पीकरण स्रोत सब्सट्रेट के साथ संरेखित है। सब्सट्रेट हीटिंग तापमान समायोज्य है। इसके अलावा, पतली फिल्म की क्रिस्टलीय संरचना की ऑनलाइन निगरानी के लिए एक निगरानी उपकरण भी है।

वैक्यूम स्पटरिंग कोटिंग

जब ठोस सतह पर ऊर्जावान कणों की बमबारी होती है, तो ठोस सतह पर परमाणु ऊर्जावान कणों से टकराते हैं, और पर्याप्त ऊर्जा और गति प्राप्त करना और सतह से भागना संभव होता है। इस घटना को स्पटरिंग कहा जाता है। स्पटरिंग कोटिंग एक कोटिंग तकनीक है जो ऊर्जावान कणों के साथ ठोस लक्ष्यों पर बमबारी करती है, लक्ष्य परमाणुओं को छिड़कती है और उन्हें एक पतली फिल्म बनाने के लिए सब्सट्रेट सतह पर जमा करती है।

कैथोड लक्ष्य की सतह पर एक चुंबकीय क्षेत्र का परिचय इलेक्ट्रॉनों को बाधित करने, इलेक्ट्रॉन पथ का विस्तार करने, आर्गन परमाणुओं के आयनीकरण की संभावना को बढ़ाने और कम दबाव में स्थिर निर्वहन प्राप्त करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग कर सकता है। इस सिद्धांत पर आधारित कोटिंग विधि को मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग कोटिंग कहा जाता है।

Schematic diagram of vacuum sputtering coating

का सिद्धांत आरेखडीसी मैग्नेट्रोन स्पटरिंगजैसा कि ऊपर दिखाया गया है। वैक्यूम चैंबर में मुख्य घटक मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग लक्ष्य और सब्सट्रेट हैं। सब्सट्रेट और लक्ष्य एक -दूसरे का सामना कर रहे हैं, सब्सट्रेट ग्राउंडेड है, और लक्ष्य एक नकारात्मक वोल्टेज से जुड़ा हुआ है, अर्थात, सब्सट्रेट में लक्ष्य के सापेक्ष एक सकारात्मक क्षमता है, इसलिए विद्युत क्षेत्र की दिशा सब्सट्रेट से है लक्ष्य के लिए। चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाने वाला स्थायी चुंबक लक्ष्य के पीछे सेट किया जाता है, और स्थायी चुंबक के एन पोल से एस पोल तक बल की चुंबकीय रेखाएं बिंदु होती हैं, और कैथोड लक्ष्य सतह के साथ एक बंद स्थान बनाते हैं।

टारगेट और चुंबक को ठंडा पानी से ठंडा किया जाता है। जब वैक्यूम चैम्बर को 1E-3PA से कम तक निकाला जाता है, तो AR को वैक्यूम चैम्बर में 0.1 से 1PA तक भर दिया जाता है, और फिर गैस की चमक और प्लाज्मा बनाने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों पर एक वोल्टेज लागू किया जाता है। आर्गन प्लाज्मा में आर्गन आयनों ने इलेक्ट्रिक फील्ड फोर्स की कार्रवाई के तहत कैथोड लक्ष्य की ओर बढ़ते हैं, कैथोड डार्क एरिया से गुजरते समय, लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, और लक्ष्य परमाणुओं और माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालते हैं।

डीसी स्पटरिंग कोटिंग प्रक्रिया में, कुछ प्रतिक्रियाशील गैसों को अक्सर पेश किया जाता है, जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, मीथेन या हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड, आदि। इन प्रतिक्रियाशील गैसों को आर्गन प्लाज्मा में जोड़ा जाता है और Ar के साथ उत्तेजित, आयनित या आयनित किया जाता है। परमाणु विभिन्न प्रकार के सक्रिय समूह बनाते हैं। ये सक्रिय समूह लक्ष्य परमाणुओं के साथ सब्सट्रेट की सतह तक पहुंचते हैं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, और संबंधित यौगिक फिल्में बनाते हैं, जैसे ऑक्साइड, नाइट्राइड, आदि। इस प्रक्रिया को डीसी प्रतिक्रियाशील मैग्नेट्रोन स्पटरिंग कहा जाता है।

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