ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନରେ, ଯଦିଓ ଫଟୋଲିଥୋଗ୍ରାଫି ଏବଂ ଏଚିଂ ସର୍ବାଧିକ ଉଲ୍ଲେଖିତ ପ୍ରକ୍ରିୟା, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ କିମ୍ବା ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଜମା କୌଶଳ ସମାନ ଭାବରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଏହି ପ୍ରବନ୍ଧଟି ଚିପ୍ ନିର୍ମାଣରେ ବ୍ୟବହୃତ ଅନେକ ସାଧାରଣ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଜମା ପଦ୍ଧତି ବିଷୟରେ ପରିଚିତ କରାଏ, ଯେଉଁଥିରେMOCVDName, ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ଝାଉଁଳିବା, ଏବଂପିଇସିଭିଡି.
ଚିପ୍ ଉତ୍ପାଦନରେ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ପ୍ରକ୍ରିୟା କାହିଁକି ଜରୁରୀ?
ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ ସାଦା ବେକ୍ ହୋଇଥିବା ଫ୍ଲାଟବ୍ରେଡ୍ କଳ୍ପନା କରନ୍ତୁ। ଏହା ନିଜେ ସ୍ୱାଦହୀନ ହୋଇପାରେ। ତଥାପି, ବିଭିନ୍ନ ସସ୍ ସହିତ ପୃଷ୍ଠକୁ ବ୍ରଶ୍ କରି - ଯେପରିକି ଏକ ସ୍ୱାଦିଷ୍ଟ ବିନ୍ ପେଷ୍ଟ କିମ୍ବା ମିଠା ମାଲ୍ଟ ସିରପ୍ - ଆପଣ ଏହାର ସ୍ୱାଦକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରିବେ। ଏହି ସ୍ୱାଦ-ବର୍ଦ୍ଧନକାରୀ ଆବରଣଗୁଡ଼ିକ ସମାନ।ପତଳା ଫିଲ୍ମଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ଯେତେବେଳେ ଫ୍ଲାଟବ୍ରେଡ ନିଜେ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍.
ଚିପ୍ ନିର୍ମାଣରେ, ପତଳା ଫିଲ୍ମଗୁଡ଼ିକ ଅନେକ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତି - ଇନସୁଲେସନ, ବାହକତା, ପାସିଭେସନ, ଆଲୋକ ଅବଶୋଷଣ, ଇତ୍ୟାଦି - ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଜମା କୌଶଳ ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ।
୧. ଧାତୁ-ଜୈବ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (MOCVD)
MOCVD ହେଉଛି ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉନ୍ନତ ଏବଂ ସଠିକ୍ କୌଶଳ ଯାହା ଉଚ୍ଚମାନର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଏବଂ ନାନୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରର ଜମା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହା LED, ଲେଜର ଏବଂ ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଭଳି ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ନିର୍ମାଣରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।
ଏକ MOCVD ସିଷ୍ଟମର ମୁଖ୍ୟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ:
- ଗ୍ୟାସ୍ ବିତରଣ ପ୍ରଣାଳୀ
ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବରରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀମାନଙ୍କର ସଠିକ ପ୍ରବେଶ ପାଇଁ ଦାୟୀ। ଏଥିରେ ପ୍ରବାହ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
-
ବାହକ ଗ୍ୟାସ୍
-
ଧାତୁ-ଜୈବ ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ
-
ହାଇଡ୍ରାଇଡ୍ ଗ୍ୟାସ୍
ଏହି ସିଷ୍ଟମରେ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ପର୍ଜ ମୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ମଲ୍ଟି-ୱେ ଭଲଭ୍ ରହିଛି।
-
ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପ୍ରକୋଷ୍ଠ
ସିଷ୍ଟମର ହୃଦୟ ଯେଉଁଠାରେ ପ୍ରକୃତ ଭୌତିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଘଟେ। ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:-
ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସସେପ୍ଟର (ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଧାରକ)
-
ହିଟର୍ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ସେନ୍ସର୍
-
ଇନ-ସିଟୁ ମନିଟରିଂ ପାଇଁ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପୋର୍ଟଗୁଡ଼ିକ
-
ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ୱେଫର ଲୋଡିଂ/ଅନଲୋଡିଂ ପାଇଁ ରୋବୋଟିକ୍ ଅସ୍ତ୍ରଶସ୍ତ୍ର
-
- ଅଭିବୃଦ୍ଧି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଣାଳୀ
ପ୍ରୋଗ୍ରାମେବଲ୍ ଲଜିକ୍ କଣ୍ଟ୍ରୋଲର୍ ଏବଂ ଏକ ହୋଷ୍ଟ କମ୍ପ୍ୟୁଟର ଥାଏ। ଏଗୁଡ଼ିକ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସଠିକ୍ ତଦାରଖ ଏବଂ ପୁନରାବୃତ୍ତି ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ। -
ଇନ-ସିଟୁ ମନିଟରିଂ
ପାଇରୋମିଟର ଏବଂ ପ୍ରତିଫଳନ ମିଟର ପରି ଉପକରଣ ମାପ:-
ଫିଲ୍ମ ଘନତା
-
ପୃଷ୍ଠ ତାପମାତ୍ରା
-
ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବକ୍ରତା
ଏଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରକୃତ-ସମୟ ମତାମତ ଏବଂ ସମାୟୋଜନକୁ ସକ୍ଷମ କରେ।
-
- ନିଷ୍କାସନ ଚିକିତ୍ସା ପ୍ରଣାଳୀ
ସୁରକ୍ଷା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ଅନୁପାଳନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ତାପଜ ବିଘଟନ କିମ୍ବା ରାସାୟନିକ ଉତ୍ପ୍ରବାହ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଷାକ୍ତ ଉପଜାତ ଦ୍ରବ୍ୟର ଚିକିତ୍ସା କରେ।
କ୍ଲୋଜ୍ଡ-କପଲ୍ଡ ସାୱାରହେଡ୍ (CCS) ବିନ୍ୟାସ:
ଭୂଲମ୍ବ MOCVD ରିଆକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକରେ, CCS ଡିଜାଇନ୍ ଏକ ସାୱାରହେଡ୍ ଗଠନରେ ବିକଳ୍ପ ନୋଜଲ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକୁ ସମାନ ଭାବରେ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ଏହା ଅକାଳ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ସମାନ ମିଶ୍ରଣକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ।
-
ଦିଘୂର୍ଣ୍ଣନକାରୀ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସସେପ୍ଟରଏହା ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକର ସୀମା ସ୍ତରକୁ ଏକସଙ୍ଗୀକରଣ କରିବାରେ ଆହୁରି ସାହାଯ୍ୟ କରେ, ଯାହା ୱାଫରରେ ଫିଲ୍ମ ଏକରୂପତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।
୨. ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ
ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ ଏକ ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (PVD) ପଦ୍ଧତି ଯାହା ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଏବଂ ଆବରଣ ଜମା କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ବିଶେଷକରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ, ଅପ୍ଟିକ୍ସ ଏବଂ ସେରାମିକ୍ସରେ।
କାର୍ଯ୍ୟ ନୀତି:
-
ଟାର୍ଗେଟ ସାମଗ୍ରୀ
ଜମା ହେବାକୁ ଥିବା ଉତ୍ସ ସାମଗ୍ରୀ - ଧାତୁ, ଅକ୍ସାଇଡ୍, ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍, ଇତ୍ୟାଦି - ଏକ କ୍ୟାଥୋଡରେ ସ୍ଥିର ହୋଇଥାଏ। -
ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଚାମ୍ବର
ପ୍ରଦୂଷଣ ଏଡାଇବା ପାଇଁ ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉଚ୍ଚ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ କରାଯାଏ। -
ପ୍ଲାଜମା ଜେନେରେସନ୍
ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ, ସାଧାରଣତଃ ଆର୍ଗନ, ପ୍ଲାଜମା ଗଠନ ପାଇଁ ଆୟନିତ ହୁଏ। -
ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରୟୋଗ
ଆୟନାଇଜେସନ ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକୁ ଲକ୍ଷ୍ୟସ୍ଥଳ ନିକଟରେ ସୀମିତ କରିଥାଏ। -
କ୍ଷୁର୍ଣ୍ଣ କରିବା ପ୍ରକ୍ରିୟା
ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ଲକ୍ଷ୍ୟସ୍ଥଳ ଉପରେ ବୋମା ମାଡ଼ କରନ୍ତି, ପ୍ରକୋଷ୍ଠ ଦେଇ ଯାତ୍ରା କରୁଥିବା ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଜମା ହୋଇଥିବା ପରମାଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ବିତାଡ଼ିତ କରନ୍ତି।
ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂର ଲାଭ:
-
ୟୁନିଫର୍ମ ଫିଲ୍ମ ଡିପୋଜିସନ୍ବଡ଼ ବଡ଼ ଅଞ୍ଚଳ ମଧ୍ୟରେ।
-
ଜଟିଳ ଯୌଗିକ ଜମା କରିବାର କ୍ଷମତା, ମିଶ୍ରଧାତୁ ଏବଂ ମାଟି ପାତ୍ର ସମେତ।
-
ଟ୍ୟୁନେବଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକଘନତା, ଗଠନ ଏବଂ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରର ସଠିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ।
-
ଉଚ୍ଚ ଫିଲ୍ମ ଗୁଣବତ୍ତାଦୃଢ଼ ଆବଦ୍ଧତା ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ସହିତ।
-
ବିସ୍ତୃତ ସାମଗ୍ରୀ ସୁସଙ୍ଗତତା, ଧାତୁଠାରୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ।
-
ନିମ୍ନ-ତାପମାନରେ କାର୍ଯ୍ୟ, ତାପମାତ୍ରା-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
3. ପ୍ଲାଜମା-ଉନ୍ନତ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (PECVD)
ସିଲିକନ୍ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ (SiNx), ସିଲିକନ୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ (SiO₂), ଏବଂ ଆକାରହୀନ ସିଲିକନ୍ ଭଳି ପତଳା ଫିଲ୍ମଗୁଡ଼ିକର ଜମା ପାଇଁ PECVD ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
ନୀତି:
ଏକ PECVD ସିଷ୍ଟମରେ, ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ଶୂନ୍ୟ ଚାମ୍ବରରେ ପ୍ରବେଶ କରାଯାଇଥାଏ ଯେଉଁଠାରେ ଏକଗ୍ଲୋ ଡିସଚାର୍ଜ ପ୍ଲାଜମାବ୍ୟବହାର କରି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ:
-
RF ଉତ୍ତେଜନା
-
ଡିସି ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ
-
ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ କିମ୍ବା ସ୍ପନ୍ଦିତ ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକ
ପ୍ଲାଜ୍ମା ଗ୍ୟାସ-ଫେଜ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ରିୟ କରେ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ପ୍ରଜାତି ସୃଷ୍ଟି କରେ ଯାହା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଜମା ହୋଇ ଏକ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ତିଆରି କରେ।
ଜମା ପଦକ୍ଷେପ:
-
ପ୍ଲାଜ୍ମା ଗଠନ
ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ତେଜିତ ହୋଇ, ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକ ଆୟନୀକରଣ ହୋଇ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ରେଡିକାଲ୍ ଏବଂ ଆୟନ ଗଠନ କରନ୍ତି। -
ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏବଂ ପରିବହନ
ଏହି ପ୍ରଜାତିଗୁଡ଼ିକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଆଡକୁ ଗତି କରିବା ସମୟରେ ଦ୍ୱିତୀୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭୋଗ କରନ୍ତି। -
ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା
ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ ପହଞ୍ଚିବା ପରେ, ସେମାନେ ଶୋଷଣ କରନ୍ତି, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରନ୍ତି ଏବଂ ଏକ କଠିନ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କରନ୍ତି। କିଛି ଉପ-ଉତ୍ପାଦ ଗ୍ୟାସ୍ ଭାବରେ ମୁକ୍ତ ହୁଏ।
PECVD ଲାଭ:
-
ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସମାନତାଫିଲ୍ମ ଗଠନ ଏବଂ ଘନତାରେ।
-
ଦୃଢ଼ ଆପେସନଅପେକ୍ଷାକୃତ କମ୍ ଜମା ତାପମାତ୍ରାରେ ମଧ୍ୟ।
-
ଉଚ୍ଚ ଜମା ହାର, ଏହାକୁ ଶିଳ୍ପ-ସ୍ତରର ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ କରିଥାଏ।
୪. ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଚରିତ୍ରୀକରଣ କୌଶଳ
ଗୁଣବତ୍ତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ପତଳା ଫିଲ୍ମର ଗୁଣଧର୍ମଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜରୁରୀ। ସାଧାରଣ କୌଶଳଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
(୧) ଏକ୍ସ-ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ (XRD)
-
ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ: ସ୍ଫଟିକ ଗଠନ, ଜାଲି ସ୍ଥିରାଙ୍କ ଏବଂ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶନର ବିଶ୍ଳେଷଣ କରନ୍ତୁ।
-
ନୀତି: ବ୍ରାଗଙ୍କ ନିୟମ ଆଧାରରେ, ଏହା ମାପ କରେ ଯେ ଏକ୍ସ-ରେ କିପରି ସ୍ଫଟିକୀୟ ସାମଗ୍ରୀ ମାଧ୍ୟମରେ ବିକ୍ଷେପିତ ହୁଏ।
-
ଆପ୍ଲିକେସନ୍ଗୁଡ଼ିକ: କ୍ରିଷ୍ଟାଲୋଗ୍ରାଫି, ପର୍ଯ୍ୟାୟ ବିଶ୍ଳେଷଣ, ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ମାପ, ଏବଂ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ।
(୨) ସ୍କାନିଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି (SEM)
-
ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ: ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଗଠନ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ।
-
ନୀତି: ନମୁନା ପୃଷ୍ଠକୁ ସ୍କାନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ବିମ୍ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଥିବା ସଙ୍କେତଗୁଡ଼ିକ (ଯଥା, ଦ୍ୱିତୀୟ ଏବଂ ପଛ ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ) ପୃଷ୍ଠ ବିବରଣୀ ପ୍ରକାଶ କରେ।
-
ଆପ୍ଲିକେସନ୍ଗୁଡ଼ିକ: ସାମଗ୍ରୀ ବିଜ୍ଞାନ, ନାନୋଟେକ୍, ଜୀବବିଜ୍ଞାନ, ଏବଂ ବିଫଳତା ବିଶ୍ଳେଷଣ।
(3) ଆଣବିକ ବଳ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି (AFM)
-
ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ: ପରମାଣୁ କିମ୍ବା ନାନୋମିଟର ରିଜୋଲ୍ୟୁସନରେ ପ୍ରତିଛବି ଉପରକୁ ଯାଏ।
-
ନୀତି: ଏକ ତୀକ୍ଷ୍ଣ ପ୍ରୋବ୍ ନିରନ୍ତର ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ବଳ ବଜାୟ ରଖି ପୃଷ୍ଠକୁ ସ୍କାନ କରେ; ଭୂଲମ୍ବ ବିସ୍ଥାପନ ଏକ 3D ସ୍ଥଳଗ୍ରାଫି ସୃଷ୍ଟି କରେ।
-
ଆପ୍ଲିକେସନ୍ଗୁଡ଼ିକ: ନାନୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଗବେଷଣା, ପୃଷ୍ଠର ରୁକ୍ଷତା ମାପ, ଜୈବ ଅଣୁ ଅଧ୍ୟୟନ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁନ୍-୨୫-୨୦୨୫