Κατανοήσει την τεχνολογία προετοιμασίας ταινιών (MOCVD, magnetron sputtering, PECVD)

Κατανοήσει την τεχνολογία προετοιμασίας ταινιών (MOCVD, magnetron sputtering, PECVD)

Το άρθρο αυτό θα παρουσιάσει διάφορες μεθόδους κατασκευής λεπτών ταινιών.ακολουθείται από την επεξεργασία επιταξίας (φίλμ).

Γιατί είναι απαραίτητη η τεχνολογία λεπτής ταινίας στην κατασκευή τσιπ;

Για παράδειγμα, στην καθημερινή ζωή, πολλοί άνθρωποι απολαμβάνουν να τρώνε τηγανίτες.Μερικοί άνθρωποι προτιμούν μια αλμυρή γεύση.Άλλοι προτιμούν μια γλυκιά γεύση, οπότε βουρτσίζουν ένα στρώμα ζάχαρης από μολτό στην επιφάνεια.

Μετά το βούρτσισμα της σάλτσας, το στρώμα της αλμυρής ή γλυκής σάλτσας στην επιφάνεια της τηγανίτας είναι σαν ένα φιλμ.Και η ίδια η τηγανίτα ονομάζεται βάση..

Φυσικά, κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας των τσιπ, υπάρχουν πολλά είδη λειτουργιών για τις ταινίες, και οι αντίστοιχες μεθόδους προετοιμασίας ταινίας ποικίλλουν επίσης.Θα παρουσιάσουμε σύντομα αρκετές κοινές μεθόδους προετοιμασίας ταινιών, συμπεριλαμβανομένης της MOCVD, της ψεκασμού μαγνητρονίων, της PECVD κλπ....

Εγώ.Μονάδα αποθέσεως χημικών οργανικών ατμών μετάλλων (MOCVD)

Το σύστημα επιταξιακής ανάπτυξης MOCVD είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη και εξελιγμένη συσκευή, η οποία διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην προετοιμασία υψηλής ποιότητας ημιαγωγών ταινιών και νανοδομών.

Το σύστημα MOCVD αποτελείται από πέντε βασικά συστατικά, καθένα από τα οποία εκτελεί ξεχωριστές αλλά αλληλένδετες λειτουργίες, εξασφαλίζοντας συλλογικά την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια της διαδικασίας ανάπτυξης υλικού.

1.1 Σύστημα μεταφοράς αερίου:Η κύρια ευθύνη αυτού του υποσυστήματος είναι να ελέγχει με ακρίβεια την παροχή διαφόρων αντιδραστηρίων στον θάλαμο αντίδρασης, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης των αντιδραστηρίων,το χρονοδιάγραμμα και τη σειρά της παράδοσής τους, καθώς και τη ρύθμιση της συνολικής ροής αερίου.

Αποτελείται από διάφορα υποσυστήματα, συμπεριλαμβανομένου του υποσυστήματος τροφοδοσίας αερίου για τη μεταφορά των αντιδραστηρίων, του υποσυστήματος τροφοδοσίας για την παροχή οργανικών μετάλλων (MO),το υποσύστημα τροφοδοσίας για την τροφοδοσία υδροειδώνΌπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, πρόκειται για το σχηματικό διάγραμμα διαδρομής αερίου του συστήματος ανάπτυξης MOCVD.

AIXTRON CCS 3 x 2 "Σύστημα MOCVD νιτρώδων ερευνητικού επιπέδου

Σχεδιακό διάγραμμα της διαδρομής αερίου του συστήματος MOCVD

1.2 Σύστημα αίθουσας αντίδρασης:Αυτό είναι το βασικό στοιχείο του συστήματος MOCVD, υπεύθυνο για την πραγματική διαδικασία ανάπτυξης του υλικού.

Το τμήμα αυτό περιλαμβάνει βάση από γραφίτη για την υποστήριξη του υπόστρωμα, θερμαντήρα για τη θέρμανση του υποστρώματος, αισθητήρα θερμοκρασίας για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος ανάπτυξης,για την κατασκευή συσκευών που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ακτινοβολίας,Το τελευταίο χρησιμοποιείται για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας φόρτωσης και εκφόρτωσης, βελτιώνοντας έτσι την αποδοτικότητα της παραγωγής.Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα της θερμοκρασίας του αντιδραστήρα MOCVD.

Σχεδιακό διάγραμμα της αρχής ανάπτυξης εντός θαλάμου της MOCVD

1.3 Σύστημα ελέγχου της ανάπτυξης:Αποτελείται από προγραμματιζόμενο ελεγκτή και υπολογιστή ελέγχου και είναι υπεύθυνος για τον ακριβή έλεγχο και την παρακολούθηση ολόκληρης της διαδικασίας ανάπτυξης της MOCVD.

Ο ελεγκτής είναι υπεύθυνος για τη συλλογή, την επεξεργασία και την έκδοση διαφόρων σημάτων, ενώ ο υπολογιστής ελέγχου είναι υπεύθυνος για την καταγραφή και την παρακολούθηση κάθε σταδίου ανάπτυξης του υλικού,διασφάλιση της σταθερότητας και της επαναληψιμότητας της διαδικασίας.

1.4 Σύστημα παρακολούθησης in situ:Αποτελείται από θερμόμετρα υπέρυθρης ακτινοβολίας με διόρθωση αντανάκλασης, εξοπλισμό παρακολούθησης αντανάκλασης και συσκευές παρακολούθησης στρεβλώσεων.

Το σύστημα αυτό μπορεί να παρακολουθεί τις βασικές παραμέτρους κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης του υλικού σε πραγματικό χρόνο, όπως το πάχος και η ομοιομορφία του φιλμ, καθώς και η θερμοκρασία του υποστρώματος.επιτρέπει άμεσες προσαρμογές και βελτιστοποιήσεις της διαδικασίας ανάπτυξης.

1.5 Σύστημα επεξεργασίας καυσαερίων:Υπεύθυνος για τον χειρισμό των τοξικών σωματιδίων και αερίων που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης.

Μέσω μεθόδων όπως η ρωγμάτωση ή η χημική καταλύση, αυτές οι επιβλαβείς ουσίες μπορούν να αποσυντεθούν και να απορροφηθούν αποτελεσματικά,διασφάλιση της ασφάλειας του περιβάλλοντος λειτουργίας και της συμμόρφωσης με τα πρότυπα προστασίας του περιβάλλοντος.

Επιπλέον, ο εξοπλισμός MOCVD εγκαθίσταται συνήθως σε εξαιρετικά καθαρά δωμάτια που είναι εξοπλισμένα με προηγμένα συστήματα συναγερμού ασφάλειας, αποτελεσματικές συσκευές εξαερισμού και αυστηρά συστήματα ελέγχου της θερμοκρασίας και της υγρασίας.Οι εν λόγω βοηθητικές εγκαταστάσεις και τα μέτρα ασφαλείας δεν εξασφαλίζουν μόνο την ασφάλεια των χειριστών, αλλά και την σταθερότητα της διαδικασίας ανάπτυξης και την ποιότητα των τελικών προϊόντων.

Ο σχεδιασμός και η λειτουργία του συστήματος MOCVD αντανακλούν τα υψηλά πρότυπα ακρίβειας, επαναληψιμότητας και ασφάλειας που απαιτούνται στον τομέα της κατασκευής υλικών ημιαγωγών.Είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες για την κατασκευή ηλεκτρονικών και οπτοηλεκτρονικών συσκευών υψηλών επιδόσεων.

Το σύστημα MOCVD κάθετου τύπου στενά συνδεδεμένης κεφαλής ψεκασμού (Closed-Coupled-Showerhead, CCS) στον θάλαμο εξοπλισμού χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια επιταξιακών ταινιών.

Το σύστημα αυτό έχει σχεδιαστεί με μια μοναδική δομή κεφαλής ψεκασμού.Αυτά τα αέρια εγχέονται στον θάλαμο αντίδρασης μέσω των αλληλοσυνδεδεμένων τρυπών ψεκασμού στο κεφάλι ψεκασμού, όπου αναμειγνύονται πλήρως και έτσι βελτιώνουν την ομοιομορφία και την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης.

Ο σχεδιασμός της δομής της κεφαλής ψεκασμού επιτρέπει την ομοιόμορφη κατανομή του αερίου αντίδρασης στο υπόστρωμα που βρίσκεται κάτω από αυτό,διασφάλιση της συνέπειας της συγκέντρωσης του αερίου αντίδρασης σε όλες τις θέσεις στο υπόστρωμαΑυτό είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό ενός επιταξιακού φιλμ με ομοιόμορφο πάχος.

Επιπλέον, η περιστροφή του δίσκου γραφίτη προάγει περαιτέρω την ομοιότητα του οριακού στρώματος της χημικής αντίδρασης, επιτρέποντας μια πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη του επιταξιακού φιλμ.,μειώνοντας το όριο στρώματος της λεπτής χημικής αντίδρασης, συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση των τοπικών διαφορών συγκέντρωσης, ενισχύοντας έτσι τη συνολική ομοιομορφία της ανάπτυξης του φιλμ.

(α) Η πραγματική κεφαλή ψεκασμού και η εν μέρει μεγεθυνμένη φωτογραφία της, (β) Η εσωτερική δομή της κεφαλής ψεκασμού

ΙΙ.Επικαιροποίηση του ηλεκτρονικού εξοπλισμού

Η ψεκαστική με μαγνητρόνιο είναι μια τεχνική φυσικής εναπόθεσης ατμών που χρησιμοποιείται συνήθως για την εναπόθεση λεπτών ταινιών και την επιφανειακή επικάλυψη.

Χρησιμοποιεί μαγνητικό πεδίο για να απελευθερώνει τα άτομα ή τα μόρια ενός υλικού-στόχου από την επιφάνεια του στόχου, και στη συνέχεια σχηματίζει ένα φιλμ στην επιφάνεια του υλικού υποστρώματος.

Η τεχνολογία αυτή εφαρμόζεται ευρέως στην κατασκευή συσκευών ημιαγωγών, οπτικών επιχρίσεων, κεραμικών επιχρίσεων και άλλων τομέων.

Σχεδιακό διάγραμμα της αρχής ψεκασμού μαγνητρονίων

Η αρχή της ψεκασμού μαγνητρονίων είναι η ακόλουθη:

1. Επιλογή του στόχου υλικού:Το υλικό-στόχος είναι το υλικό που πρόκειται να αποθηκευτεί στο υλικό υποστρώματος.Το στόχο είναι συνήθως στερεωμένο σε μια συσκευή που ονομάζεται όπλο στόχου..

2. Περιβάλλον κενού:Η διαδικασία ψεκασμού πρέπει να διεξάγεται σε περιβάλλον υψηλού κενού, ώστε να αποφεύγεται η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων αερίου και του υλικού-στόχου.Αυτό συμβάλλει στη διασφάλιση της καθαρότητας και της ομοιομορφίας του αποθηκευμένου φιλμ.

3Ιονισμένο αέριο:Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψεκασμού, ένα αδρανές αέριο (όπως το άργον) εισάγεται συνήθως για να το ιονίσει σε πλάσμα.Το οποίο ονομάζεται "πλασμα ηλεκτρονικού νέφους"..

4Εφαρμογή μαγνητικού πεδίου:Ένα μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται μεταξύ του υλικού στόχου και του υλικού υποστρώματος.διατηρώντας έτσι μια κατάσταση υψηλής ενέργειας.

5. Διαδικασία ψεκασμού:Με την εφαρμογή ενός υψηλής ενέργειας ηλεκτρονικού νέφους πλάσματος, τα άτομα ή τα μόρια του υλικού-στόχου χτυπούνται και έτσι απελευθερώνονται.Αυτά τα απελευθερωμένα άτομα ή μόρια θα αποθηκευτούν με τη μορφή ατμού στην επιφάνεια του υλικού υποστρώματος, σχηματίζοντας ένα φιλμ.

Τα πλεονεκτήματα της ψεκασμού μαγνητρονίων περιλαμβάνουν:

1Ομοιομορφία του αποθεματικού υλικού:Το μαγνητικό πεδίο μπορεί να συμβάλει στον έλεγχο της μετάδοσης ιόντων, επιτυγχάνοντας έτσι ομοιόμορφη κατάθεση του φιλμ,διασφάλιση ότι το πάχος και οι ιδιότητες του φιλμ παραμένουν σταθερές σε όλη την επιφάνεια του υποστρώματος.

2Προετοιμασία σύνθετων κραμάτων και ενώσεων:Η ψεκαστική με μαγνητόστρον μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή σύνθετων ταινιών κράματος και σύνθετων υλικών, τα οποία μπορεί να είναι πιο δύσκολο να επιτευχθούν με άλλες τεχνικές αποθέσεως.

3- Ελέγχος και τροποποίηση:Με την προσαρμογή παραμέτρων όπως η σύνθεση του υλικού-στόχου, η πίεση του αερίου και ο ρυθμός αποθέσεως, οι ιδιότητες του φιλμ, συμπεριλαμβανομένου του πάχους, της σύνθεσης και της μικροδομής,μπορεί να ελέγχεται με ακρίβεια.

4Φιλμάκια υψηλής ποιότητας:Η ψεκαστική με μαγνητόστρον μπορεί συνήθως να παράγει υψηλής ποιότητας, πυκνή και ομοιόμορφη ταινία με εξαιρετική προσκόλληση και μηχανικές ιδιότητες.

5Πολυλειτουργικότητα:Εφαρμόζεται σε διάφορους τύπους υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων, των οξειδίων, των νιτρικών υλών κλπ. Ως εκ τούτου, έχει ευρείες εφαρμογές σε διάφορους τομείς.

6. Αποθέματα χαμηλής θερμοκρασίας:Σε σύγκριση με άλλες τεχνικές, η ψεκαστική με μαγνητρόνιο μπορεί να διεξαχθεί σε χαμηλές θερμοκρασίες ή ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου,που το καθιστά κατάλληλο για εφαρμογές όπου το υλικό υποστρώματος είναι θερμοκρασιακά ευαίσθητο.

Συνολικά, η ψεκαστική με μαγνητρόνια είναι μια εξαιρετικά ελεγχόμενη και ευέλικτη τεχνολογία κατασκευής λεπτών ταινιών, εφαρμόσιμη σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων εφαρμογής, από ηλεκτρονικές συσκευές έως οπτικές επικαλύψεις,κλπ..

ΙΙΙ. Καθίζοντας χημικούς ατμούς με ενισχυμένη πλάσμα

Η τεχνολογία Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή διαφόρων ταινιών (όπως το πυρίτιο, το νιτρικό πυρίτιο και το διοξείδιο του πυριτίου κλπ.).

Το διάγραμμα δομής του συστήματος PECVD παρουσιάζεται στο ακόλουθο σχήμα.

Σχεδιακό διάγραμμα της δομής του συστήματος χημικής εναπόθεσης ατμών με ενισχυμένο πλάσμα

Η βασική αρχή είναι η εξής: Οι αέρια ουσίες που περιέχουν τα συστατικά του φιλμ εισάγονται στον θάλαμο αποθέσεως.οι αέριες ουσίες υποβάλλονται σε χημικές αντιδράσεις για να παράγουν πλάσμαΌταν το πλάσμα αυτό αποθηκεύεται στο υπόστρωμα, παράγεται ένα υλικό φιλμ.

Οι μέθοδοι για την έναρξη εκκένωσης λάμψης περιλαμβάνουν: συναρπασμό ραδιοσυχνοτήτων, συναρπασμό συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης, συναρπασμό παλμού και συναρπασμό μικροκυμάτων.

Το πάχος και η σύνθεση των ταινιών που παρασκευάζονται από το PECVD παρουσιάζουν εξαιρετική ομοιομορφία.οι ταινίες που εναποτίθενται με αυτή τη μέθοδο έχουν ισχυρή προσκόλληση και μπορούν να επιτύχουν υψηλά ποσοστά εναπόθεσης σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες εναπόθεσης.

Σε γενικές γραμμές, η ανάπτυξη λεπτών ταινιών περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες τρεις διαδικασίες:

Το πρώτο βήμα είναι ότι το αντιδραστικό αέριο, υπό την διέγερση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, υποβάλλεται σε εκκένωση λάμψης για να παράγει πλάσμα.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με το αντιδραστικό αέριο, ξεκινώντας μια πρωτογενή αντίδραση, η οποία οδηγεί στην αποσύνθεση του αντιδραστικού αέριο και τη δημιουργία ιόντων και αντιδραστικών ομάδων.

Το δεύτερο βήμα είναι ότι τα διάφορα προϊόντα που παράγονται από την πρωτογενή αντίδραση κινούνται προς το υπόστρωμα,ενώ διάφορες δραστικές ομάδες και ιόντα υποβάλλονται σε δευτερογενείς αντιδράσεις για να σχηματίσουν δευτερογενή προϊόντα.

Το τρίτο στάδιο περιλαμβάνει την προσρόφηση διαφόρων πρωτογενών και δευτερογενών προϊόντων στην επιφάνεια του υποστρώματος και την επακόλουθη αντίδρασή τους με την επιφάνεια.υπάρχει απελευθέρωση αέριας μοριακής ουσίας.

Τεχνικές χαρακτηρισμού λεπτής ταινίας

4.1 Διαθλασμός ακτίνων Χ (XRD)

Η ΧΡΔ (διαθλίωση ακτίνων Χ) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται συνήθως για την ανάλυση των κρυσταλλικών δομών.

Αποκαλύπτει πληροφορίες όπως οι παράμετροι του πλέγματος,κρυσταλλική δομή και κρυσταλλικός προσανατολισμός του υλικού μετρώντας τα μοτίβα διάθλασης των ακτίνων Χ στην κρυσταλλική δομή μέσα στο υλικό.

Το XRD χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η φυσική στερεών στοιχείων, η χημεία και η γεωλογία.

Σχεδιακό διάγραμμα της αρχής δοκιμής XRD

Η βασική αρχή της XRD βασίζεται στον νόμο του Bragg, δηλαδή όταν μια ακτίνα φωτός λάμπει πάνω σε ένα δείγμα κρυστάλλου,εάν το ατομικό ή ιονικό πλέγμα στον κρύσταλλο είναι σε μια συγκεκριμένη διάταξηΗ γωνία και η ένταση της διάθλασης μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη δομή του κρυστάλλου.

Μπρούκερ D8 Ανακαλύψτε το διφρακτόμετρο ακτίνων Χ

Σύνθεση οργάνου: Ένα τυπικό όργανο XRD αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

1Πηγή ακτίνων Χ: Μια συσκευή που εκπέμπει ακτίνες Χ, χρησιμοποιώντας συνήθως στόχους βολφραμίου ή χαλκού για να παράγει ακτίνες Χ.

2Πλατφόρμα δειγματοληψίας: Πλατφόρμα για την τοποθέτηση δειγμάτων, η οποία μπορεί να περιστρέφεται για τη ρύθμιση της γωνίας των δειγμάτων.

3Ανιχνευτής ακτίνων Χ: Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της έντασης και της γωνίας διάθλασης του φωτός.

4Σύστημα ελέγχου και ανάλυσης: Περιλαμβάνει το λογισμικό για τον έλεγχο της πηγής ακτίνων Χ, την απόκτηση δεδομένων, την ανάλυση και την ερμηνεία.

Πεδία εφαρμογής: Το XRD έχει σημαντικές εφαρμογές σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων, μεταξύ άλλων:

1Κρυσταλλογραφική έρευνα: Χρησιμοποιείται για την ανάλυση της κρυσταλλικής δομής των κρυστάλλων, τον προσδιορισμό των παραμέτρων πλέγματος και του προσανατολισμού των κρυστάλλων.

2. Χαρακτηρισμός υλικού: Ανάλυση πληροφοριών όπως η κρυστάλλινη δομή, η σύνθεση φάσης και τα κρυστάλλινα ελαττώματα του υλικού.

3Χημική ανάλυση: Προσδιορισμός των κρυσταλλικών δομών ανόργανων και οργανικών ενώσεων και μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων.

4Ανάλυση ταινίας: Χρησιμοποιείται για τη μελέτη της κρυσταλλικής δομής, του πάχους και της αντιστοίχισης πλέγματος της ταινίας.

5Ορυκτολογία και Γεωλογία: Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τύπων και του περιεχομένου των ορυκτών και για τη μελέτη της σύνθεσης των γεωλογικών δειγμάτων.

6Έρευνα φαρμάκων: Η ανάλυση της κρυσταλλικής δομής ενός φαρμάκου είναι χρήσιμη για την κατανόηση των ιδιοτήτων και των αλληλεπιδράσεών του.

Συνολικά, η XRD είναι μια ισχυρή αναλυτική τεχνική που επιτρέπει στους επιστήμονες και τους μηχανικούς να αποκτήσουν μια βαθιά κατανόηση της κρυσταλλικής δομής και των ιδιοτήτων των υλικών,με τον τρόπο αυτό προωθώντας την έρευνα και τις εφαρμογές στην επιστήμη των υλικών και στους συναφείς τομείς.

Φωτογραφία του διφρακτόμετρου XRD

4.2 Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM)

Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) είναι ένας κοινώς χρησιμοποιούμενος τύπος μικροσκόπου. Χρησιμοποιεί δέσμη ηλεκτρονίων αντί δέσμης φωτός για να φωτίσει το δείγμα,που επιτρέπουν την παρατήρηση της επιφάνειας και της μορφολογίας σε υψηλή ανάλυση.

Το SEM χρησιμοποιείται ευρέως σε τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η βιολογία και η γεωλογία.

Η βασική αρχή λειτουργίας της SEM είναι η ακόλουθη:

Το SEM χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρονικό όπλο για να παράγει μια δέσμη ηλεκτρονίων.Η δέσμη ηλεκτρονίων περνά μέσα από ένα σύστημα κολίμασης, η οποία αποτελείται από μια σειρά από φακούς ηλεκτρονίων, για να εστιάζει και να ευθυγραμμίζει τη δέσμη ηλεκτρονίων, εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα και την εστίαση της δέσμης.η δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνει την επιφάνεια του δείγματος.

Η θέση της δέσμης ηλεκτρονίων μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια, δημιουργώντας έτσι pixels σάρωσης στο δείγμα.

Το δείγμα τοποθετείται στο στάδιο δειγματοληψίας του SEM. Το δείγμα πρέπει να είναι αγωγό επειδή στο SEM, η δέσμη ηλεκτρονίων πρέπει να αλληλεπιδρά με την επιφάνεια δείγματος για να παράγει δευτερεύοντα ηλεκτρόνια,κλπ.Όταν οι δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας χτυπήσουν την επιφάνεια του δείγματος, αλληλεπιδρούν με τα άτομα και τα μόρια στο δείγμα.παράγοντας διάφορα σήματαΗ ανίχνευση SEM αναλύει τα διάφορα σήματα που παράγονται από την επιφάνεια του δείγματος, συμπεριλαμβανομένων κυρίως δευτερογενών ηλεκτρονίων (SE) και αντιδιασκορπισμένων ηλεκτρονίων (BSE).

Τα σήματα αυτά παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την επιφανειακή μορφολογία, τη δομή και τη σύνθεση του δείγματος.Το SEM μπορεί να αποκτήσει τις πληροφορίες των pixel της επιφάνειας δείγματοςΟι πληροφορίες αυτές επεξεργάζονται και εμφανίζονται από έναν υπολογιστή, δημιουργώντας εικόνες υψηλής ανάλυσης της επιφάνειας του δείγματος.

Η φυσική εικόνα SEM

4.3 Μικροσκόπιο Ατομικής Δύναμης (AFM)

Το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM) είναι μια μικροσκοπική τεχνική υψηλής ανάλυσης, που χρησιμοποιείται κυρίως για την παρατήρηση των χαρακτηριστικών των δειγμάτων σε ατομική κλίμακα και σε νανοκλίμακα.Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ του ανιχνευτή και της επιφάνειας του δείγματοςΜετρώντας τις αλλαγές θέσης του ανιχνευτή, μπορεί να αποκτήσει τοπογραφικές και τοπολογικές πληροφορίες της επιφάνειας δείγματος.

Στην AFM, χρησιμοποιείται ένας πολύ λεπτός ανιχνευτής, συνήθως κατασκευασμένος από πυρίτιο ή άλλα υλικά με άκρο νανοκλίμακας.με την άκρη του ανιχνευτή κοντά στην επιφάνεια του δείγματοςΌταν ο ανιχνευτής βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια του δείγματος, συμβαίνουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων και των μορίων του δείγματος και του ανιχνευτή, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτροστατικών δυνάμεων, των δυνάμεων van der Waals,και αλληλεπιδράσεις χημικών δεσμώνΗ κίνηση του ανθεκτικού ή της πιεζοηλεκτρικής διάταξης ελέγχεται ώστε να διατηρείται μια ορισμένη δύναμη μεταξύ της άκρης του ανιχνευτή και της επιφάνειας του δείγματος.

Όταν το ύψος ή η θέση του ανιχνευτή αλλάζει, η δύναμη που ασκείται είναι σταθερή.το σύστημα ανατροφοδότησης ρυθμίζει αυτόματα τη θέση του αντηφορού ώστε να διατηρείται σταθερή η δύναμηΟ ανιχνευτής και το δείγμα κινούνται σε σχέση ο ένας με τον άλλο, συνήθως σε ένα δίδιάστατο πλέγμα, σχηματίζοντας μια σάρωση.η ανισότητα της επιφάνειας δείγματος προκαλεί την αλλαγή της θέσης της άκρης του ανιχνευτήΜετρώντας την αλλαγή θέσης του ανιχνευτή, μπορούν να ληφθούν τοπολογικές πληροφορίες της επιφάνειας του δείγματος.τα συλλεγόμενα δεδομένα υποβάλλονται σε επεξεργασία για τη δημιουργία τοπολογικής εικόνας υψηλής ανάλυσης της επιφάνειας δείγματος.

Το AFM έχει εκτεταμένες εφαρμογές σε πολλούς τομείς. Χρησιμοποιείται σε τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η βιολογία και η νανοτεχνολογία,βοηθώντας τους ερευνητές να αποκτήσουν βαθύτερη κατανόηση της μορφολογίας της επιφάνειας και της δομής των υλικών, και ακόμη και να επιτρέψει τη χειραγώγηση των δομών νανοκλίμακας.

Τα πλεονεκτήματα της AFM περιλαμβάνουν υψηλή ανάλυση, μη καταστροφικότητα και πολλαπλές λειτουργικές λειτουργίες, καθιστώντας την ένα ισχυρό εργαλείο για παρατήρηση και έρευνα σε νανοκλίμακα.

Φυσική εικόνα AFM

Σχηματικό διάγραμμα της αρχής μέτρησης και του τρόπου λειτουργίας της μικροσκόπησης ατομικής δύναμης

Συμπεράσματα

Η ZMSH ειδικεύεται σε προηγμένες τεχνολογίες κατάρρευσης λεπτών ταινιών, συμπεριλαμβανομένων των MOCVD, Magnetron Sputtering και PECVD, προσφέροντας προσαρμοσμένη ανάπτυξη διαδικασιών για ημιαγωγούς, οπτοηλεκτρονικά,και εφαρμογές λειτουργικής επικάλυψης. Οι υπηρεσίες μας καλύπτουν προσαρμοσμένο σχεδιασμό συστήματος, βελτιστοποίηση παραμέτρων και ανάπτυξη ταινιών υψηλής καθαρότητας, μαζί με πωλήσεις εξοπλισμού αποθέματος ακριβείας για την κάλυψη των αναγκών Ε&Α και βιομηχανικής παραγωγής.

Εδώ είναι τα προϊόντα SiC που συνιστά η ZMSH:

* Παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας για τυχόν ανησυχίες σχετικά με τα πνευματικά δικαιώματα, και θα τα αντιμετωπίσουμε αμέσως.