CVDCòmhdach SiCag ath-chumadh crìochan phròiseasan saothrachaidh leth-chonnsachaidh aig ìre iongantach. Tha an teicneòlas còmhdach seo, a tha coltach ri sìmplidh, air a thighinn gu bhith na phrìomh fhuasgladh do na trì prìomh dhùbhlain: truailleadh mìrean, creimeadh àrd-teòthachd agus bleith plasma ann an saothrachadh sliseagan. Tha prìomh luchd-saothrachaidh uidheamachd leth-chonnsachaidh an t-saoghail air a liostadh mar theicneòlas àbhaisteach airson uidheamachd an ath ghinealaich. Mar sin, dè a tha a’ dèanamh a’ chòmhdach seo mar an “armachd do-fhaicsinneach” de saothrachadh sliseagan? Nì an artaigil seo mion-sgrùdadh domhainn air na prionnsapalan teicnigeach aige, na prìomh thagraidhean agus na h-adhartasan ùr-nodha aige.
Ⅰ. Mìneachadh air còmhdach CVD SiC
Tha còmhdach CVD SiC a’ toirt iomradh air sreath dìona de shilicon carbide (SiC) a tha air a thasgadh air fo-strat le pròiseas tasgadh smùid ceimigeach (CVD). Tha silicon carbide na cho-thàthadh de shilicon agus carbon, a tha ainmeil airson a chruas sàr-mhath, a ghiùlan teirmeach àrd, a neo-sheasmhachd ceimigeach agus a sheasamh an aghaidh teòthachd àrd. Faodaidh teicneòlas CVD sreath SiC àrd-ghlanachd, dùmhail agus èideadh tiugh a chruthachadh, agus faodaidh e a bhith gu math co-chòrdail ri geoimeatraidhean iom-fhillte. Tha seo a’ dèanamh còmhdach CVD SiC glè fhreagarrach airson tagraidhean dùbhlanach nach gabh a choileanadh le stuthan mòra traidiseanta no dòighean còmhdach eile.
Ⅱ. Prionnsabal pròiseas CVD
'S e dòigh saothrachaidh ioma-chruthach a th' ann an tasgadh smùid ceimigeach (CVD) a thathas a' cleachdadh gus stuthan cruaidh àrd-inbhe, àrd-choileanaidh a dhèanamh. Tha prìomh phrionnsabal CVD a' toirt a-steach ath-bhualadh ro-ruithearan gasach air uachdar fo-strat teasachaidh gus còmhdach cruaidh a chruthachadh.
Seo mìneachadh sìmplidh air a’ phròiseas SiC CVD:
Diagram prionnsabal pròiseas CVD
1. Ro-ràdh ro-ruithearThèid ro-ruithearan gasach, mar as trice gasaichean anns a bheil silicon (me, methyltrichlorosilane – MTS, no silane – SiH₄) agus gasaichean anns a bheil carbon (me, propane – C₃H₈), a chur a-steach don t-seòmar ath-bhualaidh.
2. Lìbhrigeadh gasBidh na gasaichean ro-ruithear seo a’ sruthadh thairis air an t-substrate teasachaidh.
3. AdsorptionBidh moileciuilean ro-ruithear a’ gabhail ri uachdar an t-substrate teth.
4. Ath-bhualadh uachdarAig teòthachd àrd, bidh na moileciuilean a tha air an glacadh a’ dol tro ath-bheachdan ceimigeach, agus mar thoradh air sin bidh an ro-ruithear a’ lobhadh agus bidh film SiC cruaidh ga chruthachadh. Bidh fo-thoraidhean air an leigeil ma sgaoil ann an cruth ghasan.
5. Desorption agus sèideadhBidh fo-thoraidhean gasach a’ dì-ghalarachadh bhon uachdar agus an uairsin a’ tighinn a-mach às an t-seòmar. Tha smachd mionaideach air teòthachd, cuideam, ìre sruthadh gas agus dùmhlachd ro-ruithear deatamach gus na feartan film a tha thu ag iarraidh a choileanadh, a’ gabhail a-steach tiughas, purrachd, criostalachd agus greamachadh.
Ⅲ. Cleachdaidhean Chòmhdaichean SiC CVD ann am Pròiseasan Leth-sheoltairean
Tha còtaichean CVD SiC riatanach ann an saothrachadh leth-chonnsachaidh leis gu bheil an cothlamadh sònraichte de fheartan aca a’ coinneachadh gu dìreach ri suidheachaidhean fìor agus riatanasan teann purrachd na h-àrainneachd saothrachaidh. Bidh iad a’ neartachadh an aghaidh creimeadh plasma, ionnsaigh cheimigeach, agus gineadh mìrean, agus tha iad sin uile deatamach airson toradh wafer agus ùine-obrachaidh uidheamachd a mheudachadh.
Seo cuid de na pàirtean cumanta a tha còmhdaichte le CVD SiC agus na suidheachaidhean tagraidh aca:
1. Seòmar Greanaidh Plasma agus Fàinne Fòcais
ToraidheanLìnigeadh còmhdaichte le CVD SiC, cinn fras, glacadairean, agus fàinneachan fòcais.
IarrtasAnn an gràbhaladh plasma, thathar a’ cleachdadh plasma gnìomhach gus stuthan a thoirt air falbh gu roghnach bho wafers. Bidh stuthan gun chòmhdach no nach eil cho seasmhach a’ crìonadh gu luath, agus mar thoradh air sin bidh truailleadh mìrean agus ùine downt tric ann. Tha strì sàr-mhath aig còmhdach CVD SiC an aghaidh cheimigean plasma ionnsaigheach (me, plasmas fluorine, clòirin, bromine), a’ leudachadh beatha phrìomh phàirtean an t-seòmair, agus a’ lughdachadh gineadh mìrean, a tha ag àrdachadh toradh wafer gu dìreach.
2. Seòmraichean PECVD agus HDPCVD
ToraidheanSeòmraichean freagairt agus electrodan còmhdaichte le CVD SiC.
IarrtasanBithear a’ cleachdadh tasgadh ceimigeach ceimigeach leasaichte le plasma (PECVD) agus CVD plasma dùmhlachd àrd (HDPCVD) gus filmichean tana a thasgadh (me, sreathan dielectric, sreathan passivation). Tha na pròiseasan seo cuideachd a’ toirt a-steach àrainneachdan plasma cruaidh. Bidh còmhdach CVD SiC a’ dìon ballachan seòmar agus electrodan bho chreimeadh, a’ dèanamh cinnteach à càileachd film cunbhalach agus a’ lughdachadh uireasbhaidhean.
3. Uidheam implantachaidh ian
ToraidheanCo-phàirtean loidhne-bhìoma còmhdaichte le CVD SiC (me, fosglaidhean, cupannan Faraday).
IarrtasanBidh implantachadh ian a’ toirt ianan dopant a-steach do shubstratan leth-chonnsachaidh. Faodaidh gathan ian àrd-lùtha sputtering agus bleith adhbhrachadh ann am pàirtean fosgailte. Bidh cruas agus purrachd àrd CVD SiC a’ lughdachadh gineadh mìrean bho phàirtean loidhne-bhìoma, a’ cur casg air truailleadh wafers rè a’ cheum dopaidh chudromach seo.
4. Co-phàirtean reactair epitaxial
ToraidheanGabhadairean agus luchd-sgaoilidh gas còmhdaichte le CVD SiC.
IarrtasanTha fàs epitaxial (EPI) a’ toirt a-steach fàs sreathan criostalach air leth òrdail air fo-strat aig teòthachd àrd. Bidh gabhadairean còmhdaichte le CVD SiC a’ tabhann seasmhachd teirmeach sàr-mhath agus neo-ghnìomhachd cheimigeach aig teòthachd àrd, a’ dèanamh cinnteach à teasachadh cunbhalach agus a’ cur casg air truailleadh an t-sugadair fhèin, rud a tha deatamach airson sreathan epitaxial àrd-inbhe a choileanadh.
Mar a bhios geoimeatraidhean sliseagan a’ crìonadh agus iarrtasan pròiseas a’ dol am meud, tha an t-iarrtas airson solaraichean còmhdach CVD SiC àrd-inbhe agus luchd-saothrachaidh còmhdach CVD a’ sìor fhàs.
IV. Dè na dùbhlain a tha an lùib pròiseas còmhdach CVD SiC?
A dh’aindeoin nam buannachdan mòra a tha an lùib còmhdach CVD SiC, tha dùbhlain phròiseasan fhathast romhpa a thaobh saothrachadh agus cleachdadh. ’S e fuasgladh nan dùbhlain sin an iuchair airson coileanadh seasmhach agus èifeachdas cosgais a choileanadh.
Dùbhlain:
1. Greamachadh ris an t-substrate
Faodaidh e bhith dùbhlanach greamachadh làidir is èideadh fhaighinn bho SiC ri diofar stuthan fo-strat (me, grafait, sileacon, ceirmeag) air sgàth eadar-dhealachaidhean ann an co-èifeachdan leudachaidh teirmeach agus lùth uachdar. Faodaidh droch ghreamachadh leantainn gu delamination rè cearcall teirmeach no cuideam meacanaigeach.
Fuasglaidhean:
Ullachadh uachdarGlanadh mionaideach agus làimhseachadh uachdar (me, gràbhaladh, làimhseachadh plasma) an t-substrate gus truailleadh a thoirt air falbh agus uachdar as fheàrr a chruthachadh airson ceangal.
Eadar-fhilleadhCuir eadar-fhilleadh no còmhdach bufair tana is gnàthaichte (me, carbon pirolytic, TaC – coltach ri còmhdach CVD TaC ann an tagraidhean sònraichte) gus mì-chothromachadh leudachaidh teirmeach a lughdachadh agus greamachadh adhartachadh.
Leasaich paramadairean tasgaidhCùm smachd faiceallach air teòthachd an tasgaidh, cuideam, agus co-mheas gas gus niùclasachadh agus fàs fhilmichean SiC a bharrachadh agus ceangal eadar-aghaidh làidir adhartachadh.
2. Strus agus Sgoltadh Film
Rè tasgadh no fuarachadh às dèidh sin, faodaidh cuideaman fuigheallach leasachadh taobh a-staigh fhilmichean SiC, ag adhbhrachadh sgàineadh no lùbadh, gu h-àraidh air geoimeatraidhean nas motha no iom-fhillte.
Fuasglaidhean:
Smachd TeòthachdSmachd mionaideach a chumail air ìrean teasachaidh is fuarachaidh gus clisgeadh teirmeach agus cuideam a lughdachadh.
Còmhdach GradientCleachd dòighean còmhdach ioma-fhilleadh no caisead gus co-dhèanamh no structar stuthan atharrachadh mean air mhean gus freagairt ri cuideam.
Annealing às dèidh tasgadhDèan anail air na pàirtean còmhdaichte gus cuideam a tha air fhàgail a thoirt air falbh agus gus ionracas an fhilm a leasachadh.
3. Co-chòrdalachd agus Aonfhoirmeachd air Geoimeatraidh Iom-fhillte
Faodaidh e bhith duilich còmhdach tiugh is co-chòrdail a thasgadh air pàirtean le cumaidhean iom-fhillte, co-mheasan taobh àrda, no seanalan a-staigh air sgàth cuingealachaidhean ann an sgaoileadh ro-ruithear agus cineatachd ath-bhualadh.
Fuasglaidhean:
Leasachadh Dealbhaidh ReactairDealbhaich reactaran CVD le daineamaigs sruthadh gas agus cunbhalachd teòthachd air an leasachadh gus dèanamh cinnteach à sgaoileadh cunbhalach de ro-ruithearan.
Atharrachadh Paramadair PròiseisMion-cho-dhealbhaich cuideam tasgaidh, ìre sruthadh, agus dùmhlachd ro-ruithear gus sgaoileadh ìre gas a leasachadh gu feartan iom-fhillte.
Tasgadh ioma-ìreCleachd ceumannan tasgadh leantainneach no innealan rothlach gus dèanamh cinnteach gu bheil còmhdach iomchaidh air na h-uachdaran uile.
V. Ceistean Cumanta
C1: Dè am prìomh eadar-dhealachadh eadar CVD SiC agus PVD SiC ann an tagraidhean leth-chonnsachaidh?
A: Is e structaran criostail colbhach a th’ ann an còmhdach CVD le purrachd de >99.99%, freagarrach airson àrainneachdan plasma; tha còmhdach PVD sa mhòr-chuid neo-chriostalach/nano le purrachd de <99.9%, air an cleachdadh sa mhòr-chuid airson còmhdach sgeadachaidh.
C2: Dè an teòthachd as àirde as urrainn don chòmhdach seasamh?
A: Fulangas geàrr-ùine de 1650°C (leithid pròiseas annealing), crìoch cleachdaidh fad-ùine de 1450°C, ma thèid thairis air an teòthachd seo bidh gluasad ìre bho β-SiC gu α-SiC ag adhbhrachadh.
C3: Raon tighead còmhdach àbhaisteach?
A: Tha tiughad phàirtean leth-sheoltairean sa mhòr-chuid 80-150μm, agus faodaidh còmhdach EBC einnseanan itealain ruighinn 300-500μm.
C4: Dè na prìomh nithean a bheir buaidh air cosgais?
A: Purrachd an ro-ruithear (40%), caitheamh lùtha uidheamachd (30%), call toraidh (20%). Faodaidh prìs aonaid chòtaichean àrd-inbhe ruighinn $5,000/kg.
C5: Dè na prìomh sholaraichean cruinneil?
A: An Roinn Eòrpa agus na Stàitean Aonaichte: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Àisia: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taidh-bhàn), Scientech (Taidh-bhàn)
Ùine puist: Ògmhios-09-2025