Cad is sciath CVD SiC ann?

CVDsciath SiCag athmhúnlú teorainneacha na bpróiseas monaraíochta leathsheoltóirí ar ráta dochreidte. Tá an teicneolaíocht sciath seo, atá simplí go leor, anois ina réiteach lárnach ar na trí dhúshlán lárnacha maidir le truailliú cáithníní, creimeadh ardteochta agus creimeadh plasma i ndéantúsaíocht sceallóga. Tá sé liostaithe ag monaróirí trealaimh leathsheoltóra is fearr an domhain mar theicneolaíocht chaighdeánach do threalamh an chéad ghlúin eile. Mar sin, cad a fhágann gurb é an sciath seo an “armúr dofheicthe” i ndéantúsaíocht sceallóga? Déanfaidh an t-alt seo anailís dhomhain ar a phrionsabail theicniúla, a phríomhfheidhmchláir agus a dhul chun cinn ceannródaíoch.

Ⅰ. Sainmhíniú ar sciath CVD SiC

Tagraíonn sciath CVD SiC do shraith chosanta de charbaíd sileacain (SiC) a thaisctear ar foshraith trí phróiseas taiscthe gaile ceimicigh (CVD). Is comhdhúil de shileacan agus de charbón í charbaíd sileacain, ar a dtugtar a chruas den scoth, a seoltacht theirmeach ard, a neamhshuim cheimiceach agus a friotaíocht ardteochta. Is féidir le teicneolaíocht CVD sraith SiC ard-íonachta, dlúth agus aonfhoirmeach de thiús a chruthú, agus is féidir léi a bheith an-chomhréireach le geoiméadrachtaí casta. Fágann sé seo go bhfuil sciatha CVD SiC an-oiriúnach d'fheidhmchláir éilitheacha nach féidir a chomhlíonadh le hábhair mhórchóire traidisiúnta ná le modhanna sciath eile.

Ⅱ. Prionsabal an phróisis CVD

Is modh déantúsaíochta ildánach é taisceadh gaile ceimiceach (CVD) a úsáidtear chun ábhair sholadacha ardchaighdeáin agus ardfheidhmíochta a tháirgeadh. Baineann prionsabal lárnach CVD le himoibriú réamhtheachtaithe gásacha ar dhromchla foshraithe téite chun sciath sholadach a fhoirmiú.

Seo miondealú simplithe ar phróiseas SiC CVD:

Léaráid phrionsabail phróisis CVD

1. Réamhrá réamhtheachtaíTugtar réamhtheachtaithe gásacha, de ghnáth gáis ina bhfuil sileacan (e.g., meitioltreachlórasilán – MTS, nó silán – SiH₄) agus gáis ina bhfuil carbón (e.g., própán – C₃H₈), isteach sa seomra imoibrithe.

2. Seachadadh gáisSreabhann na gáis réamhtheachtaithe seo thar an tsubstráit théite.

3. AdsúGlacann móilíní réamhtheachtaí le dromchla an tsubstráit the.

4. Imoibriú dromchlaAg teochtaí arda, téann na móilíní ionsúite faoi imoibrithe ceimiceacha, rud a fhágann go ndéantar an réamhtheachtaí a dhíscaoileadh agus go bhfoirmítear scannán soladach SiC. Scaoiltear fotháirgí i bhfoirm gás.

5. Dí-ionsú agus sceiteDí-ionsúitear fotháirgí gásacha ón dromchla agus ansin sceitheann siad ón seomra. Tá rialú beacht ar theocht, brú, ráta sreafa gáis agus tiúchan réamhtheachtaí ríthábhachtach chun na hairíonna scannáin atá ag teastáil a bhaint amach, lena n-áirítear tiús, íonacht, criostalachas agus greamaitheacht.

Ⅲ. Úsáidí Bratuithe CVD SiC i bPróisis Leathsheoltóra

Tá bratuithe CVD SiC riachtanach i ndéantúsaíocht leathsheoltóirí toisc go gcomhlíonann a meascán uathúil airíonna go díreach na coinníollacha foircneacha agus na ceanglais dhian íonachta atá ag an timpeallacht déantúsaíochta. Feabhsaíonn siad friotaíocht i gcoinne creimeadh plasma, ionsaí ceimiceach, agus giniúint cáithníní, agus tá siad seo go léir ríthábhachtach chun toradh na vaiféar agus am oibriúcháin an trealaimh a uasmhéadú.

Seo a leanas roinnt páirteanna coitianta atá brataithe le CVD SiC agus a gcásanna feidhmchláir:

1. Seomra Greanta Plasma agus Fáinne Fócais

TáirgíLíneálacha, cinn cithfholcadáin, glacadóirí, agus fáinní fócais atá brataithe le CVD SiC.

FeidhmchlárI ngreamú plasma, úsáidtear plasma an-ghníomhach chun ábhair a bhaint go roghnach as vaiféir. Díghrádaíonn ábhair neamhbhrataithe nó nach bhfuil chomh marthanach go tapa, rud a fhágann éilliú cáithníní agus am neamhghníomhach go minic. Tá friotaíocht den scoth ag bratuithe CVD SiC in aghaidh ceimiceáin plasma ionsaitheacha (m.sh., plasmaí fluairín, clóirín, bróimín), leathnaíonn siad saolré comhpháirteanna tábhachtacha an tseomra, agus laghdaíonn siad giniúint cáithníní, rud a mhéadaíonn toradh vaiféir go díreach.

2. Seomraí PECVD agus HDPCVD

TáirgíSeomraí imoibrithe agus leictreoidí atá brataithe le CVD SiC.

FeidhmchláirÚsáidtear taisceadh gaile ceimiceach feabhsaithe plasma (PECVD) agus CVD plasma ard-dlúis (HDPCVD) chun scannáin thanaí a thaisceadh (m.sh., sraitheanna tréleictreacha, sraitheanna pasivithe). Bíonn timpeallachtaí crua plasma i gceist leis na próisis seo freisin. Cosnaíonn bratuithe SiC CVD ballaí an tseomra agus leictreoidí ó chreimeadh, rud a chinntíonn cáilíocht chomhsheasmhach scannáin agus a laghdaíonn lochtanna.

3. Trealamh ionchlannaithe ian

TáirgíComhpháirteanna líne bhíoma atá brataithe le CVD SiC (e.g., cróluasaigh, cupáin Faraday).

FeidhmchláirTugann ionchlannú ian iain dópála isteach i foshraitheanna leathsheoltóra. Is féidir le léasacha ian ardfhuinnimh spútaradh agus creimeadh comhpháirteanna nochta a chur faoi deara. Laghdaíonn cruas agus íonacht ard SiC CVD giniúint cáithníní ó chomhpháirteanna líne bhíoma, rud a chuireann cosc ​​​​ar éilliú na sliseán le linn na céime dópála criticiúla seo.

4. Comhpháirteanna imoibritheora eipitacsacha

TáirgíGabhdóirí agus dáileoirí gáis atá brataithe le CVD SiC.

FeidhmchláirIs éard atá i gceist le fás eipitacsach (EPI) ná sraitheanna criostalach ard-ordaithe a fhás ar foshraith ag teochtaí arda. Cuireann gabhdóirí atá brataithe le CVD SiC cobhsaíocht theirmeach den scoth agus táimhe cheimiceach ar fáil ag teochtaí arda, rud a chinntíonn téamh aonfhoirmeach agus a chuireann cosc ​​ar éilliú an ghabhdóra féin, rud atá ríthábhachtach chun sraitheanna eipitacsacha ardchaighdeáin a bhaint amach.

De réir mar a chrapadh geoiméadrachtaí sliseanna agus de réir mar a mhéadaíonn éilimh phróisis, leanann an t-éileamh ar sholáthraithe sciath CVD SiC ardchaighdeáin agus ar mhonaróirí sciath CVD ag fás.

IV. Cad iad na dúshláin a bhaineann le próiseas sciath CVD SiC?

In ainneoin na buntáistí móra a bhaineann le sciath CVD SiC, tá roinnt dúshlán próisis fós roimh a mhonarú agus a chur i bhfeidhm. Is í an réiteach ar na dúshláin seo an eochair chun feidhmíocht chobhsaí agus cost-éifeachtúlacht a bhaint amach.

Dúshláin:

1. Greamaitheacht leis an tsubstráit

Is féidir go mbeadh sé dúshlánach greamaitheacht láidir agus aonfhoirmeach a bhaint amach le hábhair foshraithe éagsúla (m.sh., graifít, sileacan, ceirmeach) mar gheall ar dhifríochtaí i gcomhéifeachtaí leathnúcháin theirmeacha agus fuinneamh dromchla. Is féidir le droch-ghreamaitheacht dí-aimíniú a bheith mar thoradh air le linn timthriall teirmeach nó strus meicniúil.

Réitigh:

Ullmhúchán dromchlaGlanadh agus cóireáil dhromchla (m.sh., greanadh, cóireáil plasma) an tsubstráit go mionchúiseach chun truailleáin a bhaint agus dromchla is fearr a chruthú le haghaidh nasctha.

IdirchisealCuir idirchiseal nó ciseal maolánach tanaí agus saincheaptha (e.g., carbón pirilíteach, TaC – cosúil le sciath CVD TaC in iarratais shonracha) i bhfeidhmeanna sonracha chun neamhréir leathnú teirmeach a mhaolú agus greamaitheacht a chur chun cinn.

Uasmhéadaigh paraiméadair taisctheRialú cúramach a dhéanamh ar theocht, brú agus cóimheas gáis an taiscthe chun núicléachán agus fás scannán SiC a bharrfheabhsú agus nascadh láidir idiréadain a chur chun cinn.

2. Strus agus Scoilteadh Scannán

Le linn an taiscthe nó an fhuaraithe ina dhiaidh sin, féadfaidh strusanna iarmharacha forbairt laistigh de scannáin SiC, rud a fhágann scoilteadh nó saobhadh, go háirithe ar gheoiméadrachtaí níos mó nó casta.

Réitigh:

Rialú TeochtaRialú beacht a dhéanamh ar rátaí téimh agus fuaraithe chun turraing theirmeach agus strus a íoslaghdú.

Sciath GrádáinBain úsáid as modhanna sciath ilchiseal nó grádáin chun comhdhéanamh nó struchtúr ábhair a athrú de réir a chéile chun freastal ar strus.

Ainéalú Iar-TaisctheDéan na codanna brataithe a annealú chun strus iarmharach a dhíchur agus sláine an scannáin a fheabhsú.

3. Comhréireacht agus Aonfhoirmeacht ar Gheoiméadrachtaí Casta

Is féidir go mbeadh sé deacair bratuithe aonfhoirmeacha tiubha agus comhréire a thaisceadh ar chodanna a bhfuil cruthanna casta, cóimheasa gné arda, nó bealaí inmheánacha acu mar gheall ar theorainneacha i ndáileadh réamhtheachtaí agus cinéitic imoibrithe.

Réitigh:

Uasmhéadú Dearaidh ImoibritheoraDearadh imoibreoirí CVD le dinimic sreafa gáis agus aonfhoirmeacht teochta optamaithe chun dáileadh aonfhoirmeach réamhtheachtaithe a chinntiú.

Coigeartú Paraiméadar PróisisDéan brú taiscthe, ráta sreafa, agus tiúchan réamhtheachtaí a mhionchoigeartú chun feabhas a chur ar idirleathadh céim gháis i ngnéithe casta.

Taisceadh ilchéimeBain úsáid as céimeanna taiscthe leanúnacha nó daingneáin rothlacha chun a chinntiú go bhfuil gach dromchla brataithe go leordhóthanach.

V. Ceisteanna Coitianta

C1: Cad é an príomhdhifríocht idir CVD SiC agus PVD SiC in iarratais leathsheoltóra?

A: Is struchtúir chriostail cholúnacha iad bratuithe CVD a bhfuil íonacht >99.99% acu, atá oiriúnach do thimpeallachtaí plasma; is neamhchriostalach/nanachriostalach den chuid is mó iad bratuithe PVD a bhfuil íonacht <99.9% acu, agus úsáidtear iad den chuid is mó le haghaidh bratuithe maisiúla.

C2: Cad é an teocht uasta is féidir leis an sciath a sheasamh?

A: Caoinfhulaingt ghearrthéarmach de 1650°C (amhail próiseas annála), teorainn úsáide fadtéarmach de 1450°C, má sháraítear an teocht seo beidh aistriú céime ó β-SiC go α-SiC mar thoradh air.

C3: Raon tipiciúil tiús sciath?

A: Is iad 80-150μm den chuid is mó comhpháirteanna leathsheoltóra, agus is féidir le sciatha EBC innill aerárthaí 300-500μm a bhaint amach.

C4: Cad iad na príomhfhachtóirí a mbíonn tionchar acu ar chostas?

A: Íonacht réamhtheachtaí (40%), tomhaltas fuinnimh trealaimh (30%), caillteanas toraidh (20%). Is féidir le praghas aonaid bratuithe ardchaighdeáin $5,000/kg a bhaint amach.

C5: Cé hiad na príomhsholáthraithe domhanda?

A: An Eoraip agus Stáit Aontaithe Mheiriceá: CoorsTek, Mersen, Ionbond; An Áise: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (An Téaváin), Scientech (An Téaváin)