Как да изберем, използваме и поддържаме PECVD лодка?

1. Какво е PECVD лодка?

1.1 Определение и основни функции

PECVD лодката (плазмено усилено химическо отлагане от пари) е основен инструмент, използван за пренасяне на пластини или субстрати в PECVD процеса. Тя трябва да работи стабилно в среда с висока температура (300-600°C), активирана от плазма и корозивен газ (като SiH₄, NH₃). Основните ѝ функции включват:

● Прецизно позициониране: осигурява равномерно разстояние между пластините и избягва смущения в покритието.
● Контрол на термичното поле: оптимизиране на разпределението на температурата и подобряване на еднородността на филма.
● Бариера против замърсяване: Изолира плазмата от кухината на оборудването, за да намали риска от замърсяване с метал.

1.2 Типични конструкции и материали

Избор на материал:

● Графитна лодка (основен избор): висока топлопроводимост, устойчивост на високи температури, ниска цена, но изисква покритие за предотвратяване на корозия от газ.
●Кварцова лодка: Ултрависока чистота, химически устойчива, но силно крехка и скъпа.
●Керамика (като Al₂O₃): устойчива на износване, подходяща за високочестотно производство, но с лоша топлопроводимост.

Основни характеристики на дизайна:

● Разстояние между слотовете: Съобразете дебелината на пластината (например, толеранс 0,3-1 мм).
●Дизайн на отвора за въздушен поток: оптимизира разпределението на реакционния газ и намалява ефекта на ръба.
●Повърхностно покритие: Обикновено SiC, TaC или DLC (диамантеноподобен въглерод) покритие за удължаване на експлоатационния живот.

2. Защо трябва да обръщаме внимание на характеристиките на лодките PECVD?

2.1 Четири основни фактора, които пряко влияят върху добива на процеса

✔ Контрол на замърсяването:
Примесите в тялото на лодката (като Fe и Na) се изпаряват при високи температури, причинявайки дупки или течове във филма.
Отлепването на покритието ще внесе частици и ще причини дефекти в покритието (например, частици > 0,3 μm могат да доведат до спад на ефективността на батерията с 0,5%).

✔ Еднородност на топлинното поле:
Неравномерната топлопроводимост на графитната лодка, получена чрез PECVD, ще доведе до разлики в дебелината на филма (например, при изискване за еднородност от ±5%, температурната разлика трябва да бъде по-малка от 10°C).

✔ Съвместимост с плазма:
Неподходящите материали могат да причинят необичаен разряд и да повредят пластината или електродите на устройството.

✔ Срок на експлоатация и цена:
Корпусите на лодките с ниско качество трябва да се сменят често (например веднъж месечно), а годишните разходи за поддръжка са скъпи.

3. Как да изберем, използваме и поддържаме PECVD лодка?

3.1 Триетапен метод за избор

Стъпка 1: Уточняване на параметрите на процеса

● Температурен диапазон: Под 450°C може да се избере графитно + SiC покритие, а над 600°C се изисква кварц или керамика.
●Вид газ: Когато съдържа корозивни газове като Cl2 и F-, трябва да се използва покритие с висока плътност.
●Размер на пластината: Якостта на конструкцията на лодката с размери 8/12 инча е значително различна и изисква целенасочен дизайн.

Стъпка 2: Оценка на показателите за ефективност

Ключови показатели:

●Грапавост на повърхността (Ra): ≤0.8μm (контактната повърхност трябва да бъде ≤0.4μm)
●Якост на свързване на покритието: ≥15MPa (стандарт ASTM C633)
●Деформация при висока температура (600℃): ≤0,1 мм/м (24-часов тест)

Стъпка 3: Проверете съвместимостта

● Съвпадение на оборудването: Проверете размера на интерфейса с основни модели като AMAT Centura, centrotherm PECVD и др.
● Пробно производствено изпитване: Препоръчително е да се проведе тест на малка партида от 50-100 броя, за да се провери равномерността на покритието (стандартно отклонение на дебелината на филма <3%).

3.2 Най-добри практики за употреба и поддръжка

Спецификации на операцията:

✔Процес на предварително почистване:

● Преди първата употреба, Xinzhou трябва да бъде бомбардиран с аргонова плазма в продължение на 30 минути, за да се отстранят примесите, адсорбирани по повърхността.

●След всяка партида от процеса, SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) се използва за почистване, за да се отстранят органичните остатъци.

✔ Зареждане на табута:

●Претоварването е забранено (например максималният капацитет е проектиран да бъде 50 броя, но действителното натоварване трябва да бъде ≤ 45 броя, за да се запази място за разширение).

●Ръбът на пластината трябва да е на ≥2 мм от края на резервоара на лодката, за да се предотвратят плазмени ръбови ефекти.

✔ Съвети за удължаване на живота

● Ремонт на покритие: Когато грапавостта на повърхността Ra> 1.2μm, SiC покритието може да бъде нанесено повторно чрез CVD (цената е с 40% по-ниска от подмяната).

✔ Редовно тестване:

● Месечно: Проверявайте целостта на покритието, използвайки интерферометрия с бяла светлина.
●Тримесечно: Анализирайте степента на кристализация на лодката чрез XRD (лодката от кварцова пластина с кристална фаза > 5% трябва да бъде подменена).

4. Кои са често срещаните проблеми?

В1: Може лиЛодка PECVDда се използва в LPCVD процеса?

A: Не се препоръчва! LPCVD има по-висока температура (обикновено 800-1100°C) и трябва да издържа на по-високо налягане на газа. Това изисква използването на материали, които са по-устойчиви на температурни промени (като изостатичен графит), а дизайнът на слота трябва да отчита компенсацията на термичното разширение.
В2: Как да се определи дали тялото на лодката е повредено?

A: Спрете употребата незабавно, ако се появят следните симптоми:
Пукнатини или лющене на покритието са видими с просто око.
Стандартното отклонение на еднородността на покритието на пластините е >5% за три последователни партиди.
Степента на вакуум в процесната камера спадна с повече от 10%.

Въпрос 3: Графитна лодка срещу кварцова лодка, как да изберем？

Заключение: Графитните лодки са предпочитани за масово производство, докато кварцовите лодки се разглеждат за научни изследвания/специални процеси.

Заключение:

Въпреки чеЛодка PECVDне е основното оборудване, а „тихият пазител“ на стабилността на процеса. От избора до поддръжката, всеки детайл може да се превърне в ключова точка на пробив за подобряване на добива. Надявам се, че това ръководство ще ви помогне да проникнете в техническата мъгла и да намерите оптималното решение за намаляване на разходите и подобряване на ефективността!