Lớp phủ phun siêu âm trong ngành bán dẫn

Lớp phủ phun siêu âm dành cho ngành bán dẫn là công nghệ lắng đọng màng mỏng-có độ chính xác cao sử dụng năng lượng siêu âm tần số- cao để nguyên tử hóa vật liệu bán dẫn (chẳng hạn như chất quang dẫn và vật liệu dẫn điện) thành những giọt mịn, đồng đều. Sau đó, những giọt này được phun chính xác lên bề mặt chất nền bằng khí mang, tạo ra lớp phủ màng mỏng đồng đều, chất lượng cao-. Công nghệ này mang lại những ưu điểm như hiệu suất cao, độ chính xác cao, tổn thất vật liệu thấp và lớp phủ mỏng, đồng đều. Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất bán dẫn, năng lượng mới và phủ kính, thay thế các phương pháp phun truyền thống.

 

Phun chất quang dẫn là một công nghệ xử lý quan trọng để đạt được lớp phủ quang điện đồng nhất trong các ứng dụng sản xuất chính xác như chất bán dẫn và bảng hiển thị. Nó đặc biệt thích hợp để phủ các chất nền không phẳng (như chip 3D và thiết bị MEMS) hoặc các chất nền lớn (chẳng hạn như tấm nền OLED), giải quyết các hạn chế của lớp phủ spin truyền thống trong các ứng dụng cụ thể.

Bản chất của quá trình phun nguyên tử hóa chất cảm quang là biến đổi chất cảm quang lỏng thành các giọt có kích thước micron-đồng nhất (hoặc thậm chí là nanomet-) thông qua quá trình nguyên tử hóa vật lý. Những giọt này sau đó được đưa đến bề mặt chất nền bằng luồng không khí và áp suất được kiểm soát chính xác. Cuối cùng, các giọt này lan rộng, kết hợp và nướng trên bề mặt để tạo thành một màng quang điện đồng nhất, liên tục.

 

Phun nguyên tử hóa siêu âm là công nghệ chủ chốt trong các lĩnh vực sản xuất chính xác như lớp phủ quang học và chuẩn bị màng mỏng chức năng. Cách tiếp cận cốt lõi của nó là sử dụng các rung động siêu âm tần số cao- để biến đổi các vật liệu lỏng (chẳng hạn như chất quang dẫn, tiền chất kim loại và thuốc thử sinh học) thành các giọt đồng nhất ở quy mô micromet hoặc thậm chí là nanomet. Những giọt này sau đó được vận chuyển đến bề mặt chất nền thông qua luồng không khí chính xác, cuối cùng tạo thành một màng đồng nhất, liên tục. So với nguyên tử hóa áp suất và nguyên tử hóa tĩnh điện, nguyên tử hóa siêu âm mang lại lợi thế hơn nguyên tử hóa áp suất và nguyên tử hóa tĩnh điện, dẫn đến ứng dụng rộng rãi của nó trong các ứng dụng đòi hỏi độ ổn định vật liệu cực cao và độ chính xác của lớp phủ, do không có lực cắt cơ học và kích thước giọt có thể kiểm soát cao.

 

Nguyên tắc làm việc

1. Nguyên tử hóa siêu âm:

Cốt lõi của thiết bị là vòi siêu âm chứa một bộ chuyển đổi chuyển đổi năng lượng điện thành các rung động cơ học tần số cao.

2. Nguyên tử hóa chất lỏng:

Khi chất lỏng (dung dịch, sol hoặc huyền phù) chảy qua vòi phun, bộ phun rung sẽ tạo ra các rung động. Khi biên độ rung vượt quá sức căng bề mặt của chất lỏng, chất lỏng sẽ bị vỡ thành các giọt có kích thước-micron.

3. Cung cấp khí vận chuyển:

Các giọt nguyên tử sau đó được vận chuyển đều đến bề mặt chất nền bằng một lượng khí mang được xác định trước (chẳng hạn như không khí).

4. Lắng đọng màng mỏng:

Các giọt được lắng đọng trên bề mặt, tạo thành một lớp màng mỏng liên tục.

Ưu điểm trong ứng dụng bán dẫn

Độ chính xác và tính đồng nhất cao:

Khả năng lắng đọng các lớp phủ màng mỏng siêu mỏng và đồng nhất là rất quan trọng đối với các ứng dụng trong sản xuất chất bán dẫn, chẳng hạn như chất quang dẫn, màng dẫn điện và màng cách điện, đòi hỏi độ chính xác cực cao.

Giảm tổn thất vật chất:

So với phun truyền thống, phun siêu âm hầu như không tạo ra giọt nước nảy hoặc bắn quá mức, tăng hiệu quả sử dụng vật liệu lên nhiều lần, khiến nó đặc biệt thích hợp để phủ các vật liệu đắt tiền.

Phun mềm:

Quá trình phun nhẹ nhàng và không làm hỏng lớp nền nên phù hợp với các vật liệu bán dẫn dễ vỡ và linh kiện điện tử.

Đầu phun đa dạng:

Có thể chọn các vòi phun có chiều rộng, chiều dài, hình dạng và tốc độ dòng chảy khác nhau để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể, cho phép phủ đồng đều các khu vực cục bộ hoặc diện tích lớn.