रिएक्टिव-आयन एचिंग: Difference between revisions
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[[File:Reactive Ion Etcher.JPG|thumb| | [[File:Reactive Ion Etcher.JPG|thumb|[[ साफ कमरा ]] में व्यावसायिक रिएक्टिव-आयन एचिंग सेटअप]]रिएक्टिव-[[आयन]] एचिंग (RIE) एचिंग ([[microfabrication|सूक्ष्म निर्माण]]) तकनीक है जिसका उपयोग माइक्रोफ़ैब्रिकेशन में किया जाता है। RIE प्रकार की [[सूखी नक़्क़ाशी|सूखी]] एचिंग है जिसमें [[आइसोट्रोपिक नक़्क़ाशी|आइसोट्रोपिक]] एचिंग की तुलना में अलग विशेषताएं हैं। [[वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] पर जमा सामग्री को हटाने के लिए आरआईई [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] [[प्लाज्मा (भौतिकी)]] का उपयोग करता है। प्लाज्मा [[विद्युत चुम्बकीय]] क्षेत्र द्वारा कम [[दबाव]] ([[ खालीपन ]]) में उत्पन्न होता है। प्लाज्मा से उच्च-ऊर्जा आयन वेफर सतह पर हमला करते हैं और इसके साथ प्रतिक्रिया करते हैं। | ||
== उपकरण == | == उपकरण == | ||
विशिष्ट (समानांतर प्लेट) RIE प्रणाली में बेलनाकार निर्वात कक्ष होता है, जिसमें कक्ष के निचले हिस्से में स्थित वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) थाली होती है। वेफर प्लैटर शेष कक्ष से विद्युत रूप से पृथक होता है। गैस कक्ष के शीर्ष में छोटे इनलेटों के माध्यम से प्रवेश करती है, और नीचे के माध्यम से [[वैक्यूम पंप]] सिस्टम से बाहर निकलती है। उपयोग की जाने वाली गैस के प्रकार और मात्रा एचिंग प्रक्रिया के आधार पर भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, [[सल्फर हेक्साफ्लोराइड]] आमतौर पर [[सिलिकॉन]] एचिंग के लिए प्रयोग किया जाता है। गैस प्रवाह दरों को समायोजित करके और/या निकास छिद्र को समायोजित करके गैस के दबाव को आमतौर पर कुछ मिलिटर और कुछ सौ मिलीटर के बीच की सीमा में बनाए रखा जाता है। | |||
अन्य प्रकार की RIE प्रणालियाँ मौजूद हैं, जिनमें आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा (ICP) RIE शामिल है। इस प्रकार की प्रणाली में, प्लाज्मा | अन्य प्रकार की RIE प्रणालियाँ मौजूद हैं, जिनमें आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा (ICP) RIE शामिल है। इस प्रकार की प्रणाली में, प्लाज्मा [[ आकाशवाणी आवृति ]] (RF) संचालित [[चुंबकीय क्षेत्र]] से उत्पन्न होता है। बहुत उच्च प्लाज्मा घनत्व प्राप्त किया जा सकता है, हालांकि ईच प्रोफाइल अधिक [[आइसोट्रॉपी]] होते हैं। | ||
समानांतर प्लेट और आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा RIE का संयोजन संभव है। इस प्रणाली में, ICP को आयनों के | समानांतर प्लेट और आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा RIE का संयोजन संभव है। इस प्रणाली में, ICP को आयनों के उच्च घनत्व स्रोत के रूप में नियोजित किया जाता है जो ईच दर को बढ़ाता है, जबकि अधिक अनिसोट्रोपिक ईच प्रोफाइल प्राप्त करने के लिए सब्सट्रेट के पास दिशात्मक [[विद्युत क्षेत्र]] बनाने के लिए सब्सट्रेट (सिलिकॉन वेफर) पर अलग RF पूर्वाग्रह लागू किया जाता है।<ref>{{Cite journal|date=2011-01-01|title=प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (आरआईई) का उपयोग कर बड़े क्षेत्र बहुक्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल निर्माण|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927024810001583|journal=Solar Energy Materials and Solar Cells|language=en|volume=95|issue=1|pages=2–6|doi=10.1016/j.solmat.2010.03.029|issn=0927-0248|last1=Yoo |first1=Jinsu |last2=Yu |first2=Gwonjong |last3=Yi |first3=Junsin }}</ref> | ||
== कार्रवाई का तरीका == | == कार्रवाई का तरीका == | ||
[[File:Etching wet-chemical vs rie (EN).svg|thumb|प्रतिक्रियाशील आयन एचिंग (नीचे) फोटोकेमिकल एचिंग (केंद्र) की तुलना में]] | [[File:Etching wet-chemical vs rie (EN).svg|thumb|प्रतिक्रियाशील आयन एचिंग (नीचे) फोटोकेमिकल एचिंग (केंद्र) की तुलना में]] | ||
[[File:Rieoperation.svg|thumb| | [[File:Rieoperation.svg|thumb|सामान्य RIE सेटअप का आरेख। RIE में दो इलेक्ट्रोड (1 और 4) होते हैं जो नमूनों की सतह (5) की ओर आयनों (2) को गति देने के लिए विद्युत क्षेत्र (3) बनाते हैं।]]वेफर प्लैटर में मजबूत आरएफ (रेडियो फ्रीक्वेंसी) विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को लागू करके सिस्टम में प्लाज्मा की शुरुआत की जाती है। फ़ील्ड को आमतौर पर ISM बैंड | 13.56 [[मेगाहर्ट्ज़]] की आवृत्ति पर सेट किया जाता है, जिसे कुछ सौ [[वाट]] पर लागू किया जाता है। दोलनशील विद्युत क्षेत्र गैस के अणुओं को इलेक्ट्रॉनों से अलग करके, प्लाज्मा (भौतिकी) बनाकर आयनित करता है। | ||
क्षेत्र के प्रत्येक चक्र में, कक्ष में इलेक्ट्रॉनों को विद्युत रूप से ऊपर और नीचे त्वरित किया जाता है, कभी-कभी कक्ष की ऊपरी दीवार और वेफर प्लैटर दोनों को प्रभावित करता है। इसी समय, अधिक भारी आयन आरएफ विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में अपेक्षाकृत कम गति करते हैं। जब इलेक्ट्रॉनों को कक्ष की दीवारों में अवशोषित किया जाता है तो वे केवल जमीन पर खिलाए जाते हैं और सिस्टम की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति में परिवर्तन नहीं करते हैं। हालाँकि, वेफर प्लैटर पर जमा इलेक्ट्रॉनों के कारण प्लैटर अपने डीसी अलगाव के कारण चार्ज का निर्माण करता है। यह चार्ज बिल्ड अप प्लैटर पर | क्षेत्र के प्रत्येक चक्र में, कक्ष में इलेक्ट्रॉनों को विद्युत रूप से ऊपर और नीचे त्वरित किया जाता है, कभी-कभी कक्ष की ऊपरी दीवार और वेफर प्लैटर दोनों को प्रभावित करता है। इसी समय, अधिक भारी आयन आरएफ विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में अपेक्षाकृत कम गति करते हैं। जब इलेक्ट्रॉनों को कक्ष की दीवारों में अवशोषित किया जाता है तो वे केवल जमीन पर खिलाए जाते हैं और सिस्टम की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति में परिवर्तन नहीं करते हैं। हालाँकि, वेफर प्लैटर पर जमा इलेक्ट्रॉनों के कारण प्लैटर अपने डीसी अलगाव के कारण चार्ज का निर्माण करता है। यह चार्ज बिल्ड अप प्लैटर पर बड़ा नकारात्मक वोल्टेज विकसित करता है, आमतौर पर कुछ सौ वोल्ट के आसपास। मुक्त इलेक्ट्रॉनों की तुलना में सकारात्मक आयनों की उच्च सांद्रता के कारण प्लाज्मा स्वयं थोड़ा सकारात्मक चार्ज विकसित करता है। | ||
बड़े वोल्टेज अंतर के कारण, सकारात्मक आयन वेफर प्लैटर की ओर बहाव करते हैं, जहां वे खोदे जाने वाले नमूनों से टकराते हैं। आयन नमूनों की सतह पर सामग्री के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, लेकिन अपनी कुछ [[गतिज ऊर्जा]] को स्थानांतरित करके कुछ सामग्री को ([[ धूम ]]) भी गिरा सकते हैं। प्रतिक्रियाशील आयनों की ज्यादातर ऊर्ध्वाधर डिलीवरी के कारण, प्रतिक्रियाशील-आयन एचिंग बहुत [[एनिस्ट्रोपिक]] ईच प्रोफाइल का उत्पादन कर सकती है, जो कि [[रासायनिक मिलिंग]] के आम तौर पर [[ समदैशिक ]] प्रोफाइल के विपरीत है। | बड़े वोल्टेज अंतर के कारण, सकारात्मक आयन वेफर प्लैटर की ओर बहाव करते हैं, जहां वे खोदे जाने वाले नमूनों से टकराते हैं। आयन नमूनों की सतह पर सामग्री के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, लेकिन अपनी कुछ [[गतिज ऊर्जा]] को स्थानांतरित करके कुछ सामग्री को ([[ धूम ]]) भी गिरा सकते हैं। प्रतिक्रियाशील आयनों की ज्यादातर ऊर्ध्वाधर डिलीवरी के कारण, प्रतिक्रियाशील-आयन एचिंग बहुत [[एनिस्ट्रोपिक]] ईच प्रोफाइल का उत्पादन कर सकती है, जो कि [[रासायनिक मिलिंग]] के आम तौर पर [[ समदैशिक ]] प्रोफाइल के विपरीत है। | ||
आरआईई प्रणाली में ईच की स्थिति दबाव, गैस प्रवाह और आरएफ शक्ति जैसे कई प्रक्रिया मापदंडों पर दृढ़ता से निर्भर करती है। आरआईई का संशोधित संस्करण [[गहरी प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी|गहरी प्रतिक्रियाशील-आयन]] एचिंग है, जिसका उपयोग गहरी सुविधाओं की खुदाई के लिए किया जाता है। | |||
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Revision as of 19:45, 31 May 2023
रिएक्टिव-आयन एचिंग (RIE) एचिंग (सूक्ष्म निर्माण) तकनीक है जिसका उपयोग माइक्रोफ़ैब्रिकेशन में किया जाता है। RIE प्रकार की सूखी एचिंग है जिसमें आइसोट्रोपिक एचिंग की तुलना में अलग विशेषताएं हैं। वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) पर जमा सामग्री को हटाने के लिए आरआईई रासायनिक प्रतिक्रिया प्लाज्मा (भौतिकी) का उपयोग करता है। प्लाज्मा विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा कम दबाव (खालीपन ) में उत्पन्न होता है। प्लाज्मा से उच्च-ऊर्जा आयन वेफर सतह पर हमला करते हैं और इसके साथ प्रतिक्रिया करते हैं।
उपकरण
विशिष्ट (समानांतर प्लेट) RIE प्रणाली में बेलनाकार निर्वात कक्ष होता है, जिसमें कक्ष के निचले हिस्से में स्थित वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) थाली होती है। वेफर प्लैटर शेष कक्ष से विद्युत रूप से पृथक होता है। गैस कक्ष के शीर्ष में छोटे इनलेटों के माध्यम से प्रवेश करती है, और नीचे के माध्यम से वैक्यूम पंप सिस्टम से बाहर निकलती है। उपयोग की जाने वाली गैस के प्रकार और मात्रा एचिंग प्रक्रिया के आधार पर भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, सल्फर हेक्साफ्लोराइड आमतौर पर सिलिकॉन एचिंग के लिए प्रयोग किया जाता है। गैस प्रवाह दरों को समायोजित करके और/या निकास छिद्र को समायोजित करके गैस के दबाव को आमतौर पर कुछ मिलिटर और कुछ सौ मिलीटर के बीच की सीमा में बनाए रखा जाता है।
अन्य प्रकार की RIE प्रणालियाँ मौजूद हैं, जिनमें आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा (ICP) RIE शामिल है। इस प्रकार की प्रणाली में, प्लाज्मा आकाशवाणी आवृति (RF) संचालित चुंबकीय क्षेत्र से उत्पन्न होता है। बहुत उच्च प्लाज्मा घनत्व प्राप्त किया जा सकता है, हालांकि ईच प्रोफाइल अधिक आइसोट्रॉपी होते हैं।
समानांतर प्लेट और आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा RIE का संयोजन संभव है। इस प्रणाली में, ICP को आयनों के उच्च घनत्व स्रोत के रूप में नियोजित किया जाता है जो ईच दर को बढ़ाता है, जबकि अधिक अनिसोट्रोपिक ईच प्रोफाइल प्राप्त करने के लिए सब्सट्रेट के पास दिशात्मक विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए सब्सट्रेट (सिलिकॉन वेफर) पर अलग RF पूर्वाग्रह लागू किया जाता है।[1]
कार्रवाई का तरीका
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वेफर प्लैटर में मजबूत आरएफ (रेडियो फ्रीक्वेंसी) विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को लागू करके सिस्टम में प्लाज्मा की शुरुआत की जाती है। फ़ील्ड को आमतौर पर ISM बैंड | 13.56 मेगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर सेट किया जाता है, जिसे कुछ सौ वाट पर लागू किया जाता है। दोलनशील विद्युत क्षेत्र गैस के अणुओं को इलेक्ट्रॉनों से अलग करके, प्लाज्मा (भौतिकी) बनाकर आयनित करता है।
क्षेत्र के प्रत्येक चक्र में, कक्ष में इलेक्ट्रॉनों को विद्युत रूप से ऊपर और नीचे त्वरित किया जाता है, कभी-कभी कक्ष की ऊपरी दीवार और वेफर प्लैटर दोनों को प्रभावित करता है। इसी समय, अधिक भारी आयन आरएफ विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में अपेक्षाकृत कम गति करते हैं। जब इलेक्ट्रॉनों को कक्ष की दीवारों में अवशोषित किया जाता है तो वे केवल जमीन पर खिलाए जाते हैं और सिस्टम की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति में परिवर्तन नहीं करते हैं। हालाँकि, वेफर प्लैटर पर जमा इलेक्ट्रॉनों के कारण प्लैटर अपने डीसी अलगाव के कारण चार्ज का निर्माण करता है। यह चार्ज बिल्ड अप प्लैटर पर बड़ा नकारात्मक वोल्टेज विकसित करता है, आमतौर पर कुछ सौ वोल्ट के आसपास। मुक्त इलेक्ट्रॉनों की तुलना में सकारात्मक आयनों की उच्च सांद्रता के कारण प्लाज्मा स्वयं थोड़ा सकारात्मक चार्ज विकसित करता है।
बड़े वोल्टेज अंतर के कारण, सकारात्मक आयन वेफर प्लैटर की ओर बहाव करते हैं, जहां वे खोदे जाने वाले नमूनों से टकराते हैं। आयन नमूनों की सतह पर सामग्री के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, लेकिन अपनी कुछ गतिज ऊर्जा को स्थानांतरित करके कुछ सामग्री को (धूम ) भी गिरा सकते हैं। प्रतिक्रियाशील आयनों की ज्यादातर ऊर्ध्वाधर डिलीवरी के कारण, प्रतिक्रियाशील-आयन एचिंग बहुत एनिस्ट्रोपिक ईच प्रोफाइल का उत्पादन कर सकती है, जो कि रासायनिक मिलिंग के आम तौर पर समदैशिक प्रोफाइल के विपरीत है।
आरआईई प्रणाली में ईच की स्थिति दबाव, गैस प्रवाह और आरएफ शक्ति जैसे कई प्रक्रिया मापदंडों पर दृढ़ता से निर्भर करती है। आरआईई का संशोधित संस्करण गहरी प्रतिक्रियाशील-आयन एचिंग है, जिसका उपयोग गहरी सुविधाओं की खुदाई के लिए किया जाता है।
यह भी देखें
- गहरी प्रतिक्रियाशील-आयन एचिंग (बॉश प्रक्रिया)
- प्लाज्मा एचर
संदर्भ
- ↑ Yoo, Jinsu; Yu, Gwonjong; Yi, Junsin (2011-01-01). "प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (आरआईई) का उपयोग कर बड़े क्षेत्र बहुक्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल निर्माण". Solar Energy Materials and Solar Cells (in English). 95 (1): 2–6. doi:10.1016/j.solmat.2010.03.029. ISSN 0927-0248.
