Com triar, utilitzar i mantenir una embarcació PECVD?

1. Què és una embarcació PECVD?

1.1 Definició i funcions bàsiques

La barca PECVD (deposició química de vapor millorada per plasma) és una eina bàsica que s'utilitza per transportar oblies o substrats en el procés PECVD. Ha de funcionar de manera estable en un entorn d'alta temperatura (300-600 °C), activat per plasma i amb gas corrosiu (com ara SiH₄, NH₃). Les seves funcions principals inclouen:

● Posicionament precís: assegureu un espaiament uniforme entre les oblies i eviteu la interferència del recobriment.
● Control del camp tèrmic: optimitza la distribució de la temperatura i millora la uniformitat de la pel·lícula.
● Barrera anticontaminació: aïlla el plasma de la cavitat de l'equip per reduir el risc de contaminació metàl·lica.

1.2 Estructures i materials típics

Selecció de materials:

● Vaixell de grafit (opció convencional): alta conductivitat tèrmica, alta resistència a la temperatura, baix cost, però requereix un recobriment per evitar la corrosió del gas.
●Barca de quars: d'alta puresa, resistent químicament, però molt fràgil i cara.
●Ceràmiques (com ara Al₂O₃): resistents al desgast, adequades per a la producció d'alta freqüència, però amb mala conductivitat tèrmica.

Característiques clau del disseny:

● Espai entre ranures: coincideix amb el gruix de la làmina (com ara una tolerància de 0,3-1 mm).
●Disseny del forat de flux d'aire: optimitza la distribució del gas de reacció i redueix l'efecte de vora.
●Recobriment superficial: recobriment comú de SiC, TaC o DLC (carboni semblant al diamant) per allargar la vida útil.

2. Per què hem de prestar atenció al rendiment de les embarcacions PECVD?

2.1 Quatre factors principals que afecten directament el rendiment del procés

✔ Control de la contaminació:
Les impureses del cos del vaixell (com ara Fe i Na) es volatilitzen a altes temperatures, provocant forats o fuites a la pel·lícula.
El despreniment del recobriment introduirà partícules i causarà defectes de recobriment (per exemple, les partícules > 0,3 μm poden fer que l'eficiència de la bateria disminueixi en un 0,5%).

✔ Uniformitat del camp tèrmic:
La conducció tèrmica desigual de la barca de grafit PECVD provocarà diferències en el gruix de la pel·lícula (per exemple, sota el requisit d'uniformitat de ±5%, la diferència de temperatura ha de ser inferior a 10 °C).

✔ Compatibilitat amb plasma:
Els materials inadequats poden causar una descàrrega anormal i danyar l'oblea o els elèctrodes del dispositiu.

✔ Vida útil i cost:
Els cascos de les embarcacions de baixa qualitat s'han de substituir amb freqüència (per exemple, un cop al mes) i els costos de manteniment anuals són elevats.

3. Com triar, utilitzar i mantenir una embarcació PECVD?

3.1 Mètode de selecció en tres passos

Pas 1: Aclarir els paràmetres del procés

● Rang de temperatura: es pot seleccionar un recobriment de grafit + SiC per sota dels 450 °C i es requereix quars o ceràmica per sobre dels 600 °C.
●Tipus de gas: Quan es contenen gasos corrosius com ara Cl2 i F-, s'ha d'utilitzar un recobriment d'alta densitat.
●Mida de la làmina: la resistència de l'estructura d'un vaixell de 8/12 polzades és significativament diferent i requereix un disseny específic.

Pas 2: Avaluar les mètriques de rendiment

Mètriques clau:

●Rugositat superficial (Ra): ≤0,8 μm (la superfície de contacte ha de ser ≤0,4 μm)
●Resistència d'unió del recobriment: ≥15MPa (estàndard ASTM C633)
●Deformació a alta temperatura (600 ℃): ≤0,1 mm/m (prova de 24 hores)

Pas 3: Verificar la compatibilitat

● Coincidència d'equips: confirmeu la mida de la interfície amb models convencionals com ara AMAT Centura, centrotherm PECVD, etc.
● Prova de producció de prova: es recomana dur a terme una prova en lots petits de 50-100 peces per verificar la uniformitat del recobriment (desviació estàndard del gruix de la pel·lícula <3%).

3.2 Millors pràctiques per a l'ús i el manteniment

Especificacions de funcionament:

✔Procés de neteja prèvia:

● Abans del primer ús, cal bombardejar el Xinzhou amb plasma d'Ar durant 30 minuts per eliminar les impureses adsorbides a la superfície.

●Després de cada lot del procés, s'utilitza SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) per a la neteja i l'eliminació de residus orgànics.

✔ Càrrega de tabús:

●La sobrecàrrega està prohibida (per exemple, la capacitat màxima està dissenyada per a 50 peces, però la càrrega real ha de ser ≤ 45 peces per reservar espai per a l'expansió).

●La vora de l'oblia ha d'estar a ≥2 mm de distància de l'extrem del tanc de la barca per evitar els efectes de vora del plasma.

✔ Consells per allargar la vida

● Reparació del recobriment: quan la rugositat superficial Ra > 1,2 μm, el recobriment de SiC es pot tornar a dipositar mitjançant CVD (el cost és un 40% inferior al de la substitució).

✔ Proves periòdiques:

● Mensualment: Comproveu la integritat del recobriment mitjançant interferometria de llum blanca.
●Trimestralment: Analitzar el grau de cristal·lització del recipient mitjançant XRD (cal substituir el recipient de quars amb una fase cristal·lina > 5%).

4. Quins són els problemes comuns?

P1: Pot el/laVaixell PECVDs'ha d'utilitzar en el procés LPCVD?

A: No recomanat! L'LPCVD té una temperatura més alta (normalment 800-1100 °C) i ha de suportar una pressió de gas més alta. Requereix l'ús de materials més resistents als canvis de temperatura (com ara el grafit isostàtic) i el disseny de la ranura ha de tenir en compte la compensació de l'expansió tèrmica.
P2: Com puc determinar si el cos del vaixell ha fallat?

A: Deixeu d'utilitzar-lo immediatament si es produeixen els símptomes següents:
Les esquerdes o el despreniment del recobriment són visibles a simple vista.
La desviació estàndard de la uniformitat del recobriment de les oblies ha estat > 5% durant tres lots consecutius.
El grau de buit de la cambra de procés va disminuir més d'un 10%.

P3: Vaixell de grafit vs. vaixell de quars, com triar?

Conclusió: Les embarcacions de grafit es prefereixen per a escenaris de producció en massa, mentre que les embarcacions de quars es consideren per a la investigació científica/processos especials.

Conclusió:

Tot i que elVaixell PECVDno és l'equip principal, sinó el "guardià silenciós" de l'estabilitat del procés. Des de la selecció fins al manteniment, cada detall pot convertir-se en un punt clau per a la millora del rendiment. Espero que aquesta guia us ajudi a penetrar la boira tècnica i a trobar la solució òptima per a la reducció de costos i la millora de l'eficiència!