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流量控制器在半導體加工工藝化學氣相沉積(CVD)的應用

作者:ISweek

薄膜沉積是在半導體的主要襯底材料上鍍一層膜。這層膜可以有各種各樣的材料,比如絕緣化合物二氧化矽,半導體多晶矽、金屬銅等。用來鍍膜的這個裝置就叫薄膜沉積裝置。薄膜制備工藝按照其成膜方法可分為兩大類:實體氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD),其中CVD工藝裝置占比更高。

化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition 簡稱CVD) 是利用氣态或蒸汽态的物質在氣相或氣固界面上發生反應生成固态沉積物的過程。

化學氣相沉積過程分為三個重要階段:反應氣體向基體表面擴散、反應氣體吸附于基體表面、在基體表面上發生化學反應形成固态沉積物及産生的氣相副産物脫離基體表面。最常見的化學氣相沉積反應有:熱分解反應、化學合成反應和化學傳輸反應等。

流量控制器在半導體加工工藝化學氣相沉積(CVD)的應用

在半導體CVD工藝中,通常會使用一種或多種前體氣體,這些氣體在反應室中通過化學反應産生固态薄膜材料,然後沉積在半導體晶片表面。CVD工藝可以通過熱CVD、等離子CVD、金屬有機CVD等不同的方式來實作。

其中常見的氣體包括:二氧化矽前體氣體(如二氧化矽醚、氯矽烷)、氮氣、氨氣、矽源氣體(如三甲基矽烷、三氯矽烷)、氫氣等。對于不同的前體氣體,需要能夠精确地控制其流量,以確定反應的準确性和穩定性。

比如:在典型的 MOCVD 設定中,位于單獨溶液室中的液态金屬有機前驅體根據需要進行溫和加熱,噴射或鼓泡以溶解前驅體氣體,并通過高純度載氣(通常是氮氣或氫氣)通過流量控制器輸送到 MOCVD 反應器中。受控閃蒸器。該輸送管線的溫度受到精确控制,以避免前體在引入 MOCVD 反應器之前發生冷凝或過早反應。前驅體與高純度反應氣體一起流過特殊的孔口歧管,該孔口歧管旨在在加熱的基材上提供均勻的沉積和厚度。

流量控制器在半導體加工工藝化學氣相沉積(CVD)的應用

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MFC品質流量控制器在CVD裝置中的重要性:

MFC(品質流量控制器)被廣泛應用于控制和監測各種氣體的流量。其中在CVD的應用:

流量控制:MFC對于CVD裝置的運作至關重要。它能夠精确地測量和調節進入反應室的流量,以確定反應氣體的準确供應。這對于控制薄膜厚度以及避免因流量變化引起的薄膜不均勻性至關重要。

穩定性監控:MFC可以實時監測流體的流量變化,進而確定CVD過程的穩定性和一緻性。這種監控有助于及時發現并解決裝置故障和維護裝置性能。

程式控制:MFC可以通過預設程式來控制流體的流量變化,進而實作CVD過程的自動化和程式化。這有助于提高生産效率并減少人為操作錯誤。

下面來自工采傳感(ISWEEK)代理美國SIARGO的一款高精度,量程範圍寬可選的流量控制器MFC2000系列。MFC2000系列品質流量控制器采用公司專有的MEMS Thermal-D操作"“熱量傳感技術與智能控制電子裝置,這種獨特的品質流量傳感技術消除了一些擴散率相似的氣體的氣體敏感性,并允許在程式設計後進行氣體識别。本産品可用幹動态範圍為100:1的過程控制,其控制範圍為0.1至0.8MPa(15至120 PSL)的壓力和0至50℃的補償溫度。量程在50mL/min到200L/min不同範圍可選,帶有數字RS485 Modbus通信和模拟輸出。

流量控制器在半導體加工工藝化學氣相沉積(CVD)的應用

該産品的設計便于更換機械連接配接器,标準連接配接器可選雙卡套、VCR或UNF,其他定制連接配接器可根據要求提供。SIARGO的MFC2000流量控制器在CVD裝置中具有很重要的作用,可以精準測量和控制 氣體的大小,可以很好的實作高溫度、高精度、高分辨的薄膜沉積過程。