CVDUhi ʻana SiCKe hoʻololi hou nei i nā palena o nā kaʻina hana semiconductor ma kahi wikiwiki kupaianaha. Ua lilo kēia ʻenehana uhi maʻalahi i mea nui i nā pilikia koʻikoʻi ʻekolu o ka haumia ʻāpana, ka palaho wela kiʻekiʻe a me ka erosion plasma i ka hana ʻana o nā chip. Ua helu nā mea hana lako semiconductor kiʻekiʻe o ka honua iā ia ma ke ʻano he ʻenehana maʻamau no nā lako hanauna e hiki mai ana. No laila, he aha ka mea e hoʻolilo ai i kēia uhi i "pale pale ʻike ʻole ʻia" o ka hana ʻana o nā chip? E kālailai hohonu kēia ʻatikala i kāna mau loina loea, nā noi koʻikoʻi a me nā holomua ʻoi loa.
Ⅰ. Ka wehewehe ʻana o ka uhi ʻana o CVD SiC
ʻO ka uhi ʻana o CVD SiC e pili ana i kahi papa pale o ka silicon carbide (SiC) i waiho ʻia ma luna o kahi substrate e kahi kaʻina hana hoʻokaʻawale vapor chemical (CVD). ʻO Silicon carbide kahi hui o ka silicon a me ke kalapona, i ʻike ʻia no kona paʻakikī maikaʻi loa, ka conductivity thermal kiʻekiʻe, ka inertness chemical a me ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe. Hiki i ka ʻenehana CVD ke hana i kahi papa SiC maʻemaʻe kiʻekiʻe, mānoanoa a like, a hiki ke kūlike loa i nā geometries paʻakikī. ʻO kēia ka mea e kūpono loa ai nā uhi CVD SiC no nā noi koi ʻaʻole hiki ke hoʻokō ʻia e nā mea nui kuʻuna a i ʻole nā ʻano uhi ʻē aʻe.
Ⅱ. Kumumanaʻo o ke kaʻina hana CVD
ʻO ka Chemical vapor deposition (CVD) kahi ʻano hana hana like ʻole i hoʻohana ʻia e hana i nā mea paʻa kiʻekiʻe a hana kiʻekiʻe. ʻO ke kumumanaʻo nui o CVD e pili ana i ka hopena o nā precursors gaseous ma luna o ka ʻili o kahi substrate i hoʻomehana ʻia e hana i kahi uhi paʻa.
Eia kahi wehewehe maʻalahi o ke kaʻina hana SiC CVD:
Kiʻikuhi kumu hana CVD
1. Hoʻolauna muaHoʻokomo ʻia nā mea hoʻomaka kinoea, ʻo ia hoʻi nā kinoea i loaʻa ka silicon (e like me ka methyltrichlorosilane - MTS, a i ʻole silane - SiH₄) a me nā kinoea i loaʻa ke kalapona (e like me ka propane - C₃H₈), i loko o ke keʻena hopena.
2. Ka lawe ʻana i ke kinoeaKe kahe nei kēia mau kinoea mua ma luna o ka substrate i hoʻomehana ʻia.
3. Hoʻopili ʻanaHoʻopili nā molekala precursor i ka ʻili o ka substrate wela.
4. Ka hopena o ka ʻiliMa nā mahana kiʻekiʻe, hana nā molekala i hoʻopili ʻia i nā hopena kemika, e hopena ana i ka palaho ʻana o ka precursor a me ka hoʻokumu ʻana o kahi kiʻiʻoniʻoni SiC paʻa. Hoʻokuʻu ʻia nā huahana byproducts ma ke ʻano o nā kinoea.
5. Desorption a me ka hoʻopau ʻanaHoʻohemo ʻia nā huahana kinoea mai ka ʻili a laila hoʻokuʻu ʻia mai ke keʻena. He mea nui ka kaohi pololei ʻana i ka mahana, ke kaomi, ka nui o ke kahe ʻana o ke kinoea a me ka nui o ka precursor no ka hoʻokō ʻana i nā waiwai kiʻiʻoniʻoni i makemake ʻia, me ka mānoanoa, ka maʻemaʻe, ka crystallinity a me ka hoʻopili ʻana.
I. Nā hoʻohana ʻana o nā uhi CVD SiC i nā kaʻina hana Semiconductor
He mea nui nā uhi CVD SiC i ka hana semiconductor no ka mea ʻo kā lākou hui kū hoʻokahi o nā waiwai e hoʻokō pololei ana i nā kūlana koʻikoʻi a me nā koi maʻemaʻe koʻikoʻi o ke kaiapuni hana. Hoʻonui lākou i ke kū'ē ʻana i ka pala plasma, ka hoʻouka kemika, a me ka hanauna ʻāpana, ʻo ia mau mea āpau he mea nui ia no ka hoʻonui ʻana i ka hua wafer a me ka manawa hana o nā lako.
Eia kekahi mau ʻāpana i uhi ʻia ʻo CVD SiC maʻamau a me kā lākou mau hiʻohiʻona noi:
1. Keʻena ʻoki Plasma a me ke apo hoʻoikaika
Nā huahanaNā liner i uhi ʻia me CVD SiC, nā poʻo ʻauʻau, nā mea hoʻopaʻa, a me nā apo hoʻoikaika.
NoiI ke kālai ʻana o ka plasma, hoʻohana ʻia ka plasma ikaika loa e wehe koho i nā mea mai nā wafers. Hoʻopōʻino koke nā mea i uhi ʻole ʻia a i ʻole nā mea paʻa ʻole, e hopena ana i ka haumia o nā ʻāpana a me ka downtime pinepine. Loaʻa i nā uhi CVD SiC ke kūpaʻa maikaʻi loa i nā kemika plasma hoʻouka kaua (e laʻa, fluorine, chlorine, bromine plasmas), hoʻolōʻihi i ke ola o nā ʻāpana keʻena koʻikoʻi, a hoʻemi i ka hanauna ʻāpana, kahi e hoʻonui pololei ai i ka hua wafer.
2.PECVD a me nā keʻena HDPCVD
Nā huahanaNā keʻena hana a me nā electrodes i uhi ʻia me CVD SiC.
Nā noiHoʻohana ʻia ka plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) a me ka high density plasma CVD (HDPCVD) e waiho i nā ʻiliʻili lahilahi (e laʻa, nā papa dielectric, nā papa passivation). Pili pū kēia mau kaʻina hana i nā wahi plasma ʻino. Mālama nā uhi CVD SiC i nā paia o ke keʻena a me nā electrodes mai ka erosion, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka maikaʻi o ke kiʻiʻoniʻoni a me ka hoʻēmi ʻana i nā hemahema.
3. Nā lako hoʻokomo ion
Nā huahana: Nā ʻāpana beamline i uhi ʻia me CVD SiC (e laʻa, nā puka, nā kīʻaha Faraday).
Nā noi: Hoʻokomo ka hoʻokomo ʻana o ka ion i nā ion dopant i loko o nā substrates semiconductor. Hiki i nā kukuna ion ikehu kiʻekiʻe ke hana i ka sputtering a me ka erosion o nā ʻāpana i hōʻike ʻia. ʻO ka paʻakikī a me ka maʻemaʻe kiʻekiʻe o CVD SiC e hōʻemi i ka hanauna ʻāpana mai nā ʻāpana beamline, e pale ana i ka haumia o nā wafers i kēia ʻanuʻu doping koʻikoʻi.
4. Nā ʻāpana reactor epitaxial
Nā huahanaNā mea hoʻopalupalu a me nā mea hoʻolaha kinoea i uhi ʻia me CVD SiC.
Nā noiʻO ka ulu ʻana o ka Epitaxial (EPI) e pili ana i ka ulu ʻana o nā papa crystalline i hoʻonohonoho pono ʻia ma luna o kahi substrate i nā mahana kiʻekiʻe. Hāʻawi nā susceptors i uhi ʻia me CVD SiC i ke kūpaʻa wela maikaʻi loa a me ka inertness kemika i nā mahana kiʻekiʻe, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka hoʻomehana like a me ka pale ʻana i ka haumia o ka susceptor ponoʻī, he mea nui ia no ka hoʻokō ʻana i nā papa epitaxial kiʻekiʻe.
I ka emi ʻana o nā geometries chip a me ka piʻi ʻana o nā koi o ke kaʻina hana, ke hoʻomau nei ka ulu ʻana o ke koi no nā mea hoʻolako uhi CVD SiC kiʻekiʻe a me nā mea hana uhi CVD.
IV. He aha nā pilikia o ke kaʻina hana uhi CVD SiC?
ʻOiai nā pono nui o ka uhi ʻana o CVD SiC, ke kū nei kāna hana ʻana a me ka hoʻohana ʻana i kekahi mau pilikia kaʻina hana. ʻO ka hoʻoponopono ʻana i kēia mau pilikia ke kī i ka hoʻokō ʻana i ka hana paʻa a me ke kumukūʻai kūpono.
Nā pilikia:
1. Hoʻopili ʻana i ka substrate
Hiki i ka SiC ke paʻakikī ke hoʻokō i ka hoʻopili ikaika a like i nā mea substrate like ʻole (e laʻa, graphite, silicon, ceramic) ma muli o nā ʻokoʻa o nā coefficients hoʻonui thermal a me ka ikehu ʻili. ʻO ka hoʻopili maikaʻi ʻole ke alakaʻi i ka delamination i ka wā o ka thermal cycling a i ʻole ke kaumaha mechanical.
Nā Hoʻonā:
Hoʻomākaukau ʻana i ka ʻiliKa hoʻomaʻemaʻe pono ʻana a me ka mālama ʻana i ka ʻili (e laʻa, ka etching, ka mālama ʻana i ka plasma) o ka substrate e wehe i nā mea haumia a hana i kahi ʻili kūpono no ka hoʻopili ʻana.
Papa waena: E waiho i kahi papa interlayer a i ʻole papa buffer lahilahi a hoʻopilikino ʻia (e laʻa, kalapona pyrolytic, TaC - like me ka uhi CVD TaC i nā noi kikoʻī) e hōʻemi i ka mismatch hoʻonui thermal a paipai i ka hoʻopili ʻana.
Hoʻonui i nā palena hoʻoiliE kāohi pono i ka mahana o ka waiho ʻana, ke kaomi, a me ka lakio kinoea e hoʻonui i ka nucleation a me ka ulu ʻana o nā kiʻiʻoniʻoni SiC a paipai i ka hoʻopili interfacial ikaika.
2. Ke kaumaha o ke kiʻiʻoniʻoni a me ka haki ʻana
I ka wā o ka waiho ʻana a i ʻole ka hoʻomaʻalili ʻana ma hope, hiki ke ulu aʻe nā koʻikoʻi koena i loko o nā kiʻiʻoniʻoni SiC, e hana ana i ka nahā a i ʻole ke kue ʻana, ʻoi aku hoʻi ma nā geometries nui a paʻakikī paha.
Nā Hoʻonā:
Ka Mana Mahana: E kāohi pono i nā wikiwiki hoʻomehana a me ka hoʻoluʻu ʻana e hōʻemi i ka haʻalulu wela a me ke kaumaha.
Uhi Gradient: E hoʻohana i nā ʻano uhi multilayer a i ʻole gradient e hoʻololi mālie i ka haku mele a i ʻole ke ʻano o ka mea e hoʻokipa ai i ke kaumaha.
Hoʻoheheʻe ʻana ma hope o ka waiho ʻana: E hoʻoheheʻe i nā ʻāpana i uhi ʻia e hoʻopau i ke koena o ke kaumaha a hoʻomaikaʻi i ka pono o ke kiʻiʻoniʻoni.
3. Ke kūlike a me ke ʻano like ma nā Geometries paʻakikī
ʻO ke kau ʻana i nā uhi mānoanoa like a kūlike ma nā ʻāpana me nā ʻano paʻakikī, nā lakio hiʻohiʻona kiʻekiʻe, a i ʻole nā kahawai kūloko e paʻakikī ma muli o nā palena o ka hoʻolaha mua a me nā kinetics hopena.
Nā Hoʻonā:
Hoʻonui i ka hoʻolālā reactorE hoʻolālā i nā reactors CVD me ka dinamika kahe kinoea i hoʻonui ʻia a me ke ʻano like o ka mahana e hōʻoia i ka hoʻolaha like ʻana o nā precursors.
Hoʻoponopono Palena Hana: E hoʻoponopono pono i ke kaomi hoʻoili ʻana, ka nui o ke kahe ʻana, a me ka nui o ka precursor e hoʻonui i ka hoʻolaha ʻana o ke kinoea i loko o nā hiʻohiʻona paʻakikī.
Hoʻokaʻawale ʻana o nā pae he nui: E hoʻohana i nā ʻanuʻu waiho mau a i ʻole nā mea e wili ana e hōʻoia i ka uhi pono ʻia ʻana o nā ʻili āpau.
V. Nā nīnau i nīnau pinepine ʻia
Q1: He aha ka ʻokoʻa nui ma waena o CVD SiC a me PVD SiC i nā noi semiconductor?
A: ʻO nā uhi CVD he mau ʻano kristal kolamu me ka maʻemaʻe o >99.99%, kūpono no nā wahi plasma; ʻO nā uhi PVD he amorphous/nanocrystalline me ka maʻemaʻe o <99.9%, hoʻohana nui ʻia no nā uhi hoʻonaninani.
Q2: He aha ka mahana kiʻekiʻe loa e hiki ai i ka uhi ke kū?
A: Ke ahonui pōkole o 1650°C (e like me ke kaʻina hana annealing), ʻo ka palena hoʻohana lōʻihi o 1450°C, ʻoi aku ka nui o kēia mahana e hoʻololi ai i kahi pae mai β-SiC a i α-SiC.
Q3: Ka laulā mānoanoa o ka uhi maʻamau?
A: ʻO ka hapa nui o nā ʻāpana Semiconductor he 80-150μm, a hiki i nā uhi EBC o ka mīkini mokulele ke hōʻea i 300-500μm.
Q4: He aha nā kumu koʻikoʻi e pili ana i ke kumukūʻai?
A: Ka maʻemaʻe o ka precursor (40%), ka hoʻohana ʻana i ka ikehu o nā lako (30%), ka pohō hua (20%). Hiki i ke kumukūʻai pākahi o nā uhi kiʻekiʻe ke hōʻea i $5,000/kg.
Q5: He aha nā mea hoʻolako nui o ka honua?
A: ʻEulopa a me ʻAmelika Hui Pū ʻIa: CoorsTek, Mersen, Ionbond; ʻĀkia: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taiwan), Scientech (Taiwan)
Ka manawa hoʻouna: Iune-09-2025