Download miễn phí Khóa luận tốt nghiệp Khảo sát tần số dịch chuyển thanh Cantilever
Là một phòng mà nồng độ của hạt lơ lửng trong không khí bị khống chế và nó được xây dựng và sử dụng trong một kết cấu sao cho sự có mặt, sự sản sinh và duy trì các hạt trong phòng được giảm đến tối thiểu và các yếu tố khác trong phòng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều có thể khống chế và điều khiển.
Nói một cách đơn giản, phòng sạch là một phòng kín mà trong đó, lượng bụi trong không khí, được hạn chế ở mức thấp nhất nhằm tránh gây bẩn cho các quá trình nghiên cứu, chế tạo và sản xuất. Đồng thời, nhiệt độ, áp suất và độ ẩm của không khí cũng được khống chế và điều khiển để có lợi nhất cho các quá trình trên. Ngoài ra, phòng còn được đảm bảo vô trùng, không có các khí độc hại đúng theo nghĩa "sạch" của nó.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hản ứng CVD có thể được sử dụng cho lắng đọng silicon, silicon dioxide, và silicon nitride.Bảng 3. Một số phản ứng CVD.
SiO2 :
Si3N4
Si(poly):
W:
TiN:
SiH4 + O2 à SiO2 + H2O
SiH4 + N2O à SiO2 + NH3 + H2O
SiO(CH3)4 + O2 à SiO2 + CH3 + O2
SiH4 + NH3 à Si3N4 + H2
SiH4Cl2 + NH3 à Si3N4 + HCl
SiH4 à Si + H2
WF6 + SiH4 à W + SiF4 + H2 + F2
TCl4 + NH3 à TiN + Cl2 + H2
Phản ứng CVD thì là một hệ thống phức tạp trong áp suất, năng lượng và dòng chảy của phản ứng cần điều khiển cẩn thận để tạo được tấm film tốt. Hệ thống chân không thì không những cần thiết cho lò phản ứng để loại bỏ những phản ứng bởi chế tạo và để loại bỏ những phế phẩm. Phản ứng thì được thiết kế cẩn thận với chất lưu và gây ra chuyển động nhiệt trong để lưu ý chế tạo điều khiển một cách cẩn thận. Gây ra chuyển động chất lưu trong phản ứng CVD thiết kế bao gồm:
- Điều khiển lớp chất lưu: ảnh hưởng lớn đến sự khuếch tán của phản ứng trên bề mặt wafer.
- Lưu lượng dòng khí không đồng bộ: Hiện tượng như cell tuần hoàn có thể có va chạm đồng bộ của việc lắng đọng bên kia bề mặt wafer.
Hình 1.13. Sơ đồ buồng phản ứng CVD.
Tóm lại, các quá trình CVD cần điều khiển do động lực học hay bởi chuyển đổi khối lượng. Quá trình điều khiển động lực học bị giới hạn bởi tỉ lệ phản ứng trên bề mặt wafer. Quá trình điều khiển chuyển đổi khối lượng thì bị giới hạn bởi dòng khí phản ứng trong phản ứng CVD.
Một vài kiểu của quá trình CVD:
- CVD ở áp suất không khí (Atmospheric pressure CVD: APCVD), vì tỉ lệ lắng đọng cao, nhiều tạp chất. APCVD được sử dụng chủ yếu để lắng đọng chất như silicon nitride.
- CVD ở áp suất thấp (Low pressure CVD: LPCVD) hoạt động ở áp suất 0.1 đến 1 torr và ảnh hưởng đến sự khuếch tán trong quá trình chế tạo là nhỏ nhất. LPCVD được dùng để lắng đọng silicon dioxide, polycrystalline silicon, Vonfamat(tungsen) và silicon nitride.
- Plasma tăng cường (Plasma Enhanced CVD- PECVD). Plasma phân hủy phản ứng khí tạo ra ion và bức xạ, được kết hợp và hình thành nên bề mặt màng. Quá trình PECVD thường được sử dụng để lắng đọng lớp ôxi hóa chống gỉ silicon nitride.
Việc lựa chọn quá trình thường phụ thuộc vào nhiệt độ chế tạo cực đại, ứng suất màng, chất lượng màng.
1.4.4. Vật liệu và cấu trúc tinh thể màn
1.4.4.1. Các loại cấu trúc tinh thể [13]
Hiện nay, chúng ta đã biết đến 7 loại tinh thể đó là : lập phương (cubic), tứ phương ( tetragonal), trực thoi (orthorhombic), lục giác (hexagonal), đơn tà ( monoclinic) và tam tà ( triclinic) kết hợp với 3 phân loại khác như tâm khối (body centred), tâm mặt ( face centred) và tâm bên ( side centred). Như thế, chúng ta có tổng cộng 14 loại tinh thể như hình dưới:
Hình 1.14. Tổng hợp các loại cấu trúc tinh thể của vật liệu .
Như thế, khi tạo các màn mỏng trong công nghệ MEMS, định hướng mọc tinh thể và xác định cấu trúc tinh thể cần biết để chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ mọc tinh thể, độ tinh khiết, bề dày,… các màn mỏng.
1.4.4.2. Chế tạo vật liệu bán dẫn [14]
Những vấn đề cơ bản xuất hiện trong quá trình nhận đơn tinh thể bán dẫn liên quan đến việc không làm bẩn vật liệu đa tinh thể ban đầu, đến việc không làm bẩn vật liệu đa tinh thể ban đầu, đến việc nhận đơn tinh thể có đường kính tối ưu và khối lượng cực đại để giảm giá thành, đến sự phân bố các tính chất đồng đều trong thể tích đơn tinh thể và cấu trúc hoàn hảo tới mức tối đa của đơn tinh thể. Đơn tinh thể bán dẫn cần có tính chịu nhiệt cao để bảo đảm các tính chất lý điện không bị thay đổi, sau khi sử lý nhiệt các đế được xẻ ra từ chúng. Ngoài ra, đơn tinh thể bán dẫn cần chức rất ít ứng suất nhiệt trong thể tích.
Quá trình kết tinh định hướng là nội dung chủ yếu của các phương pháp tổng hợp, làm sạch, cũng như cấu đơn tinh thể bán dẫn. Ba quá trình này có thể tiến hành riêng rẽ hay đồng thời trong một chu trình. Biện pháp sau thường tối ưu hơn vì tránh làm nhiễm bẩn thêm nguyên liệu đa tinh thể.
Trong công nghệ vật liệu bán dẫn sử dụng các phương pháp nuôi đơn tinh thể như sau: phương pháp Bridgeman, phương pháp Czochralski và kết tinh định hướng ngang hay luyện vùng thẳng đứng, hay có tên gọi chung là luyện vùng.
Tinh thể Ge và Silic: Ge được chế tạo từ các chất thải của các dây chyền sản xuất của ngành luyện kim, hay các phân xưởng cốt hóc than. Vì hàm lượng Ge có trong những chất thải này rất nhỏ, phải tiến hành làm giàu Ge tới nồng độ (50 ÷ 60)%. Ge tồn tại trong các chất thải đã cô đọng ở đạng Ge02 hoặc. Tinh thể Silic: Silic là nguyên tố có mặt khắp nơi trên trái đất. Hàm lượng Si có trong lòng đất là 27,7%. Hai phương pháp thông dụng để chế tạo Silic: Silic đa tinh thể có độ sạch cao được chế tạo bằng phương pháp hoàn nguyên triclosilan (SiHCl3).
1.4.4.3. Chế tạo màn mỏng [14]
Các màng mỏng có thể được chế tạo bằng phương pháp phun tĩnh điện (electro – deposition), bốc bay chân không (vacuum evaporation) và phún xạ (sputtering). Hai phương pháp đầu tiên đã được sử dụng từ những năm 50. Hiện nay, các màng mỏng, nhất là các màng mỏng đất hiếm – kim loại chuyển tiếp thường được chế tạo bằng phương pháp phún xạ. Đây cũng là phương pháp phổ biến được sử dụng trong nhiều phòng thí nghiệm ở Việt Nam. Do đó, phần này chỉ tập trung giới thiệu công nghệ chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ mà các bạn đọc Việt Nam có thể đang quan tâm vào thời điểm hiện nay.
Hình 1.15. Nguyên lý cơ bản của quá trình phún xạ.
Quá trình phún xạ thực chất là một quá trình chuyển hóa xung lượng. Khi các ion bắn phá bề mặt của bida, tương tác giữa các ion khí và nguyên tử của bida xảy ra như quá trình va chạm. Sự va chạm có thể xảy ra đến độ sâu 5 ÷10nm như sự trao đổi xung lượng chỉ xảy ra trong khoảng cách 1nm từ bề mặt bida.
1.4.4.4. Xác định trục tinh thể [15]
Sau khi chế tạo màn xong, chúng ta có thể kiểm tra cấu trúc tinh thể bằng nhiều phương pháp khác nhau như chụp nhiễu xạ tinh thể tia X. Chúng ta có thể dùng phần mềm mô phỏng Laue để xác định trục tinh thể khi biết thông số ban đầu: hằng số mạng, vị trí của nguyên tử trong ô cở sở cũng tinh thể thuộc hệ mạng nào.
Sau đó, kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microcopy: SEM) được sử dụng xác định cấu trúc bề mặt, độ gồ ghề, độ dầy. Kết hợp với việc phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: EDX) để phân tich nhờ phổ kế tán sắc năng lượng và xác định thông tin về thành phần các nguyên tố. Khả năng khuếch đại của SEM là rất lớn, trong phạm vi từ x 25 đến x 250,000, vượt xa giới hạn khuếch đại tốt nhất của kính hiển vi quang học là khoảng 250 lần.
1.4.4.5. Một số tính chất của vật liệu [16]
Tính cơ tính của vật liệu là khả năng chịu lực tác động bên ngoài làm thay đổi hình dạng và trạng thái của vật liệu. Tức là độ biến dạng của vật liệu khi có tải trọng đặt vào. Chúng bao gồm: Biến dạng đàn hồi, Biến dạng dẻo và giả đàn hồi.
Một số đặc tính khác như : nồng độ hạt tải, mật độ phân bố, điện trở suất, tính chất nhiệt, tính...