بررسی انواع روش های رشد با در نظر گرفتن ساختار، مزیت ها و ویژگی ها بسم الله الرحمن الرحیم بررسی انواع روش های رشد با در نظر گرفتن ساختار، مزیت ها و ویژگی ها استاد : دکتر محمد نژاد دانشجو: عبدالله پیل علی

1- لایه نشانی در فرآیند ساخت فهرست مطالب 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی

1- لایه نشانی در فرآیند ساخت 1- اکسیداسیون 2- لیتوگرافی و زدایش 3- کاشت یونی 4- گرمادهی و نفوذ ناخالصی 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی

1- لایه نشانی در فرآیند ساخت فهرست مطالب 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی

2- لایه های نازک ضخامت بین 50 و 5000 آنگستروم. 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت ضخامت بین 50 و 5000 آنگستروم. نازک هستند و نسبت سطح به حجم فوق العاده بزرگی دارند. سرعت لایه نشانی، دمای زیرلایه، نوع خلاء، ساختار زیرلایه و تطابق آن با لایه از جمله عوامل تاثیر گذار بر کیفیت لایه نازک می باشند. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی کاربردهای لایه های نازک: 1- ترانزیستور های لایه نازک 2- سلول های خورشیدی 5

1- لایه نشانی در فرآیند ساخت فهرست مطالب 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی

2- انواع روش های لایه نشانی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت روش های شیمیایی 2- لایه های نازک روش های لایه نشانی 3- انواع روش های لایه نشانی روش های فیزیکی 7

2- انواع روش های لایه نشانی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت روش های شیمیایی : رسوب دهی شیمیایی بخار (CVD) LPCVD PECVD MOCVD MBE اپیتکسی ... 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 8

2- انواع روش های لایه نشانی LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت فشار‌های پایین بین 0.1 تا 1.0 تور. در لوله‌های الکتریکی گرم شده، مشابه لوله‌های اکسیداسیون. تعداد زیادی ویفر به طور همزمان می توانند لایه نشانی شوند. ماده مورد نظر در هر دو طرف ویفر خواهد نشست. به طور معمول دما در محدوده‌ی بین 550 تا 900 درجه سانتی گراد. همدیسی بسیار خوبی دارد. حتی برای مواقعی که ساختار‌هایی با نرخ لایه نشانی بالا مد نظر باشد. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 9

2- انواع روش های لایه نشانی LPCVD 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت با استفاده از این روش بسیاری از فلزاتی همچون تانتالیوم، مولیبدینوم، تیتانیوم و تنگستن قابل لایه‌نشانی هستند. این فلزات از این جهت که دارای مقاومت کم و قابلیت تشکیل سیلیساید با سیلیکون را دارند، بسیار مورد علاقه می‌باشند. به دلیل این کاربرد در تکنولوژی اینترکانکت های جدید، CVD فلز مس از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 10

2- انواع روش های لایه نشانی PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت در سیستم‌های پلاسما انجام می‌شود. استفاده از منبع انرژی RF برای تولید حجم بالای نمونه‌های غیرفعال در پلاسما اجازه می‌دهد که دماهای پایین‌تری (150 تا 350) برای زیر لایه قابل استفاده باشد. تنها می‌توانند تعداد محدودی ویفر را در هر فرآیند پوشش دهند. ویفرها به صورت افقی قرار می گیرند که در نتیجه تنها یک طرف آنها لایه نشانی می‌شود. همدیسی در این روش برای ساختارهایی با نسبت ابعاد پایین مناسب بوده، اما برای حفره‌های عمیق بسیار ضعیف خواهد بود. موادی که به صورت معمول در فرآیند PECVD لایه نشانی می شود شامل اکسید سیلیکون، نایتراید، و سیلیکون آمورف هستند. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 11

2- انواع روش های لایه نشانی مزایای روش ها تبخیر شیمیایی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت امکان ایجاد لایه های اپی تکسی بسیارکامل و بسیارخالص در اين روش وجود دارد. با توجه به ماهیت واکنش ها، لایه نشانی روی زیرلایه های حفره دار هم به خوبی قابل انجام است. ضخامت لايه يكنواخت و مستقل از شكل بستر است. سرعت لايه نشاني نسبتاً بالاست (10-100 nm/s) چسبندگي آن بهتر از روش هاي فيزيكي است.  اين روش براي لایه نشانی های چندلایه اي، بسيار مناسب است. فرآيند را در فشار معمول مي توان كنترل نمود. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 12

2- انواع روش های لایه نشانی معایب روش ها تبخیر شیمیایی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت با توجه به اين كه واكنش هاي قابل قبول در درجه حرارت هاي پايين به ندرت قابل انجام است، لذا در اين روش، انجام واکنش ها نياز به درجه حرارت بالایی دارد که این موجب ایجاد تنش های حرارتی مي شود كه يك عامل منفي روي لايه و زيرلايه قلمداد مي‌شود. در بعضی واکنش‌های لايه نشاني، به دليل استفاده از بخارهاي خورنده امكان تخریب زيرلايه وجود دارد. كنترل واکنش ها و در نتیجه کنترل يكنواختي بسيار مشكل است. جزئيات ترموديناميك در اين روش بسيار پيچيده و کنترل آنها گاهی بسیار سخت می شود. امکان بروز واكنش های ناخواسته در اين روش وجود دارد که گاهی ممکن است موجب اشکالات جدی در لایه نشانی و یا داخل راکتور شود. امکان وجود خطر انفجار هيدروژني در راكتور وجود دارد. اكثر مواد واكنش دهنده گران هستند. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 13

مقایسه روش ها * LPCVD MOCVD PECVD مزایا یکنواختی عالی، خلوص بالا قابل استفاده برای فلزات، نیمرساناها و دی الکتریک ها دمای کم برای انجام لایه نشانی چسبندگی بالا معایب آهنگ انباشت پایین بسیارسمی، گران قیمت پلاسما گاهی موجب تخریب لایه و حتی نمونه می شود کاربرد عمده لایه نشانی دی الکتریک ها، پلی سیلیکون ساخت LED ، دیود لیزرها، نیمرساناها لایه نشانی دی الکتریک 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی

2- انواع روش های لایه نشانی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت روش های شیمیایی 2- لایه های نازک روش های لایه نشانی 3- انواع روش های لایه نشانی روش های فیزیکی 15

2- انواع روش های لایه نشانی 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت روش های فیزیکی : لایه نشانی بخار فیزیکی (PVD) تبخیری (Evaporation) کندوپاش (Sputtering) روش تبخیر باریکه الکترونی لایه نشانی تبخیر حرارتی مبتنی بر مقاومت الکتریکی لایه نشانی اتمی (ALD) لایه نشانی پالس لیزری (PLD) 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 16

2- انواع روش های لایه نشانی تبخیری (evaporation) 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت درون محفظه ای با فشار معین(معمولا فشار کمتر از 1 اتمسفر). منبع را در یک ظرف کوچک با دیواره های مخروطی، به نام ظرف مخصوص ذوب فلز نیز می گویند، قرار داده و تا دمایی که تبخیر ماده مورد نظر انجام پذیرد، به آن گرما داده می‌شود (دماهای بالا). مشخصه‌ی اصلی این روش لایه‌نشانی ضعیف در محل‌های شامل حفره‌های پله‌ای است که شامل اثرات سایه نیز می‌باشد. از جمله موادی که با این روش لایه نشانی می شوند آلومینیوم،کروم، مس، طلا، نیکل، کادمیم، پالادیم، تیتانیم، مولیبدن، تنگستن و تانتالیم می باشد. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 17

2- انواع روش های لایه نشانی کندوپاش (sputtering) 1- لایه نشانی در فرآیند ساخت یک ماده به عنوان هدف برای لایه نشانی، توسط یون‌های بی اثر (اغلب آرگون) با انرژی بالا بمباران می‌شود. بمباران اتم‌های تنها و یا خوشه‌هایی از اتم‌ها هستند که از روی سطح ماده کنده شده و به سمت ویفر بیرون رانده می‌شوند. ماهیت فیزیکی این روش عملا اجازه استفاده از آن را با هر ماده موجودی می‌دهد. نمونه‌هایی از مواد جالبی که برای میکروساخت‌ها که غالبا از کندوپاش استفاده می‌کنند، شامل فلزات، عایق‌ها، آلیاژها (همانند آلیاژهای دارای حافظه شکلی)، و تمامی انواع ترکیبات (برای مثال پیزوالکتریک PZT) می‌باشند. یون‌های بی‌اثری که برای بمباران هدف مورد استفاده قرار می‌گیرند در پلاسمای DC یا RF تولید می‌شوند. برخلاف نرخ پایین لایه نشانی در این روش، پوشش دهی سطوح پله‌ای در اینجا نسبت به روش تبخیر بسیار بهتر است. 2- لایه های نازک 3- انواع روش های لایه نشانی 18

با تشکر...

Description: A silicon wafer is etched in KOH, with the assistance of a laser. The beam locally heats the silicon,  increasing the etch rate greatly. The “fireworks” are small pieces of silicon breaking free and dissolving  in the KOH solution. Dark-field illumination brings out the edge features.