Prozesu erdieroalea: Lurrun Kimikoen Deposizioa (CVD)

Erdieroaleetan eta FPD panelen pantailetan, film meheak prestatzea prozesu garrantzitsua da. Film meheak prestatzeko modu asko daude (TF, Thin Film), bi metodo hauek ohikoak dira:

● CVD (lurrun-deposizio kimikoa)

● PVD (lurrun-deposizio fisikoa)

Horien artean, buffer-geruza/geruza aktiboa/geruza isolatzailea makinaren ganberan metatzen dira PECVD erabiliz.

● Erabili gas bereziak: SiH4/NH3/N2O SiN eta Si/SiO2 filmak jalkitzeko.

● CVD makina batzuek H2 erabili behar dute hidrogenatzeko eramailearen mugikortasuna areagotzeko.

● NF3 garbiketa gasa da. Konparatuz: F2 oso toxikoa da, eta SF6ren berotegi-efektua NF3rena baino handiagoa da.

Gailu erdieroaleen prozesuan, film mehe mota gehiago daude, SiO2/Si/SiN arruntez gain, W, Ti/TiN, HfO2, SiC, etab.

Hori da, halaber, erdieroaleen industrian erabiltzen diren material aurreratuen aitzindari mota asko egotea, film mehe mota ezberdinak egiteko.

Honela azaltzen dugu:

1. CVD motak eta zenbait gas aitzindari

2. CVD eta filmaren kalitatearen oinarrizko mekanismoa

1. CVD motak eta zenbait gas aitzindari

CVD oso kontzeptu orokorra da eta mota askotan bana daiteke. Ohikoak dira:

● PECVD: Plasma Hobetutako CVD

● LPCVD: Presio Baxuko CVD

● ALD: Geruza Atomikoen Deposizioa

● MOCVD: CVD metal-organikoa

CVD prozesuan zehar, aitzindariaren lotura kimikoak hautsi behar dira erreakzio kimikoak baino lehen.

Lotura kimikoak hausteko energia berotik dator, beraz, ganberaren tenperatura nahiko altua izango da, eta hori ez da errespetatzen prozesu batzuekin, hala nola, panelaren substratuaren beira edo pantaila malguaren PI materiala. Hori dela eta, beste energia batzuk sartuz (Plasma osatuz, etab.) prozesuaren tenperatura murrizteko tenperatura eskatzen duten prozesu batzuei erantzuteko, aurrekontu termikoa ere murriztuko da.

Hori dela eta, a-Si: H/SiN/poly-Si PECVD deposizioa oso erabilia da FPD pantailaren industrian. CVD aitzindari arruntak eta filmak:

Silizio polikristalinoa/kristal bakarreko silizio SiO2 SiN/SiON W/Ti WSi2 HfO2/SiC

CVDren oinarrizko mekanismoaren urratsak:

1. Erreakzio-gasa aitzindaria ganberara sartzen da

2. Gas-erreakzioz sortutako tarteko produktuak

3. Gasaren tarteko produktuak substratuaren gainazalean hedatzen dira

4. Substratuaren gainazalean xurgatu eta barreiatuta

5. Erreakzio kimikoa substratuaren gainazalean gertatzen da, nukleazioa/uharteen eraketa/filmaren eraketa

6. Azpiproduktuak desorbitu, hutsean ponpatzen dira eta isurtzen dira tratamendurako garbigailuan sartu ondoren.

Lehen esan bezala, prozesu osoak hainbat urrats barne hartzen ditu, hala nola difusioa/adsortzioa/erreakzioa. Filmaren eraketa-tasa orokorra faktore askok eragiten dute, hala nola, tenperatura/presioa/erreakzio gas mota/substratu mota. Difusioak aurreikuspenerako difusio-eredu bat du, adsortzioak adsortzio-teoria du eta erreakzio kimikoak erreakzio-zinetika-teoria du.

Prozesu osoan, urrats motelenak erreakzio-abiadura osoa zehazten du. Hau proiektuen kudeaketaren bide kritikoaren metodoaren oso antzekoa da. Jarduera-fluxu luzeenak proiektuaren iraupen laburrena zehazten du. Iraupena laburtu daiteke bide honen denbora murrizteko baliabideak jarriz. Era berean, CVD-k filmaren eraketa-tasa mugatzen duen giltza-lepoa aurki dezake prozesu osoa ulertuz, eta parametroen ezarpenak doi ditzake filmaren eraketa-tasa ideala lortzeko.

2. CVD filmaren kalitatearen ebaluazioa

Film batzuk lauak dira, beste batzuk zuloak betetzen dituzte eta beste batzuk zirrikituak betetzen dituzte, oso funtzio ezberdinekin. CVD komertzialek oinarrizko baldintzak bete behar dituzte:

● Makinen prozesatzeko ahalmena, deposizio-tasa

● Koherentzia

● Gas faseko erreakzioek ezin dituzte partikularik sortu. Oso garrantzitsua da gas fasean partikularik ez sortzea.

Beste ebaluazio-baldintza batzuk hauek dira:

● Urratsaren estaldura ona

● Aspektu-erlazio handiko hutsuneak (konformitatea) betetzeko gaitasuna

● Lodiera-uniformitate ona

● Garbitasun eta dentsitate handia

● Egitura-perfekzio-maila handia filmaren tentsio txikiarekin

● Propietate elektriko onak

● Substratu-materialarekiko atxikimendu bikaina