Maladi Kadyovaskilè (MKV)Kouch SiCap chanje limit pwosesis fabrikasyon semi-kondiktè yo nan yon vitès etonan. Teknoloji kouch sa a, ki sanble senp, vin tounen yon solisyon kle pou twa defi prensipal yo: kontaminasyon patikil, korozyon nan tanperati ki wo ak ewozyon plasma nan fabrikasyon chip. Pi gwo manifaktirè ekipman semi-kondiktè nan mond lan te klase li kòm yon teknoloji estanda pou ekipman pwochen jenerasyon an. Alò, kisa ki fè kouch sa a tounen "zam envizib" fabrikasyon chip? Atik sa a pral analize an pwofondè prensip teknik li yo, aplikasyon debaz li yo ak avansman dènye kri li yo.
Ⅰ. Definisyon kouch CVD SiC
Kouch CVD SiC refere a yon kouch pwoteksyon Silisyòm carbure (SiC) ki depoze sou yon substra pa yon pwosesis depo vapè chimik (CVD). Silisyòm carbure se yon konpoze Silisyòm ak kabòn, li te ye pou ekselan dite li, konduktivite tèmik segondè, inètite chimik ak rezistans tanperati ki wo. Teknoloji CVD ka fòme yon kouch SiC ki gen gwo pite, dans ak epesè inifòm, epi li ka trè konfòm ak jeyometri konplèks. Sa fè kouch CVD SiC yo trè apwopriye pou aplikasyon ki mande anpil ke materyèl tradisyonèl an gwo oswa lòt metòd kouch pa ka satisfè.
Ⅱ. Prensip pwosesis CVD a
Depozisyon chimik vapè (CVD) se yon metòd fabrikasyon versatile ki itilize pou pwodui materyèl solid kalite siperyè ak pèfòmans segondè. Prensip debaz CVD a enplike reyaksyon prekisè gaz sou sifas yon substra chofe pou fòme yon kouch solid.
Men yon dekonpozisyon senplifye nan pwosesis SiC CVD a:
Dyagram prensip pwosesis CVD a
1. Entwodiksyon prekisèPrekisè gazez yo, tipikman gaz ki gen Silisyòm (pa egzanp, metiltriklorosilan – MTS, oubyen silan – SiH₄) ak gaz ki gen kabòn (pa egzanp, pwopan – C₃H₈), yo entwodui nan chanm reyaksyon an.
2. Livrezon gazGaz prekisè sa yo koule sou substrati chofe a.
3. AdsorpsyonMolekil prekursè yo adsorbe sou sifas substrati cho a.
4. Reyaksyon sifasNan tanperati ki wo, molekil adsorbe yo sibi reyaksyon chimik, sa ki lakòz dekonpozisyon prekisè a ak fòmasyon yon fim SiC solid. Sou-pwodwi yo lage sou fòm gaz.
5. Dezòpsyon ak echapmanPwodui gazeuz yo desorbe sou sifas la epi answit sòti nan chanm lan. Kontwòl presi tanperati, presyon, to koule gaz ak konsantrasyon prekisè enpòtan anpil pou reyalize pwopriyete fim yo vle, tankou epesè, pite, kristalinite ak adezyon.
3. Itilizasyon kouch SiC CVD nan pwosesis semi-kondiktè yo
Kouch CVD SiC yo endispansab nan fabrikasyon semi-kondiktè paske konbinezon inik pwopriyete yo satisfè dirèkteman kondisyon ekstrèm ak egzijans pite strik anviwònman fabrikasyon an. Yo amelyore rezistans a korozyon plasma, atak chimik, ak jenerasyon patikil, tout bagay sa yo enpòtan pou maksimize rannman waf la ak tan fonksyònman ekipman an.
Men kèk pyès komen ki kouvri ak CVD SiC ak senaryo aplikasyon yo:
1. Chanm Gravure Plasma ak Bag Konsantrasyon
Pwodwi yoRevètman, tèt douch, susèpteur ak bag konsantre ki kouvri ak CVD SiC.
AplikasyonNan grave plasma, yo itilize plasma trè aktif pou retire materyèl yo nan waf yo yon fason selektif. Materyèl ki pa kouvri oswa ki mwens dirab degrade rapidman, sa ki lakòz kontaminasyon patikil ak souvan pann. Kouch CVD SiC yo gen ekselan rezistans a pwodui chimik plasma agresif (pa egzanp, plasma fliyò, klò, brom), pwolonje lavi konpozan kle chanm yo, epi redwi jenerasyon patikil, sa ki ogmante dirèkteman rannman waf la.
2. Chanm PECVD ak HDPCVD
Pwodwi yoChanm reyaksyon ak elektwòd ki kouvri ak CVD SiC.
Aplikasyon yoYo itilize depozisyon chimik vapè ranfòse pa plasma (PECVD) ak CVD plasma dansite segondè (HDPCVD) pou depoze fim mens (pa egzanp, kouch dyelèktrik, kouch pasivasyon). Pwosesis sa yo enplike tou anviwònman plasma difisil. Kouch CVD SiC pwoteje mi chanm yo ak elektwòd yo kont ewozyon, sa ki asire yon kalite fim ki konsistan epi minimize domaj yo.
3. Ekipman enplantasyon iyon
Pwodwi yoKonpozan liy gwo bout bwa ki kouvri ak CVD SiC (pa egzanp, ouvèti, gode Faraday).
Aplikasyon yoEnplantasyon iyon prezante iyon dopan nan substrats semi-kondiktè yo. Gwo bout bwa iyon ki gen anpil enèji ka lakòz pulverizasyon ak ewozyon konpozan ki ekspoze yo. Dite ak gwo pite CVD SiC a diminye jenerasyon patikil ki soti nan konpozan liy bout bwa a, sa ki anpeche kontaminasyon waf yo pandan etap dopan kritik sa a.
4. Konpozan reaktè epitaksyèl
Pwodwi yoSisèpteur ak distribitè gaz ki kouvri ak SiC CVD.
Aplikasyon yoKwasans epitaksiyal (EPI) enplike kwasans kouch kristalin ki byen òdone sou yon substra nan tanperati ki wo. Susèpteur ki kouvri ak CVD SiC ofri ekselan estabilite tèmik ak inètite chimik nan tanperati ki wo, sa ki asire yon chofaj inifòm epi anpeche kontaminasyon susèpteur a li menm, ki enpòtan pou reyalize kouch epitaksiyal ki gen bon kalite.
Ofiramezi jeyometri chip yo ap retresi epi demand pou pwosesis yo ap entansifye, demann pou founisè kouch CVD SiC ak manifaktirè kouch CVD ki gen bon kalite kontinye ap grandi.
IV. Ki defi pwosesis kouch CVD SiC a prezante?
Malgre gwo avantaj kouch CVD SiC yo, fabrikasyon ak aplikasyon li toujou fè fas ak kèk defi nan pwosesis la. Rezoud defi sa yo se kle pou reyalize yon pèfòmans ki estab ak yon bon rapò pri.
Defi yo:
1. Adezyon sou substrat la
Li ka difisil pou SiC reyalize yon adezyon solid ak inifòm sou divès materyèl substrat (pa egzanp, grafit, silikon, seramik) akòz diferans nan koyefisyan ekspansyon tèmik ak enèji sifas. Yon move adezyon ka mennen nan delaminasyon pandan sik tèmik oswa estrès mekanik.
Solisyon yo:
Preparasyon sifasNetwayaj ak tretman sifas ak anpil atansyon (pa egzanp, grave, tretman plasma) nan substra a pou retire kontaminan epi kreye yon sifas optimal pou lyezon.
Kouch entèmedyèDepoze yon kouch entèmedyè mens ak pèsonalize oswa yon kouch tanpon (pa egzanp, kabòn pirolitik, TaC – menm jan ak kouch CVD TaC nan aplikasyon espesifik) pou diminye dezekilib ekspansyon tèmik la epi ankouraje adezyon.
Optimize paramèt depo yoKontwole tanperati depo a, presyon an, ak rapò gaz la avèk anpil atansyon pou optimize nikleyasyon ak kwasans fim SiC yo epi ankouraje yon lyezon entèfasyal ki solid.
2. Estrès ak krak fim
Pandan depozisyon an oswa refwadisman ki vin apre a, estrès rezidyèl ka devlope nan fim SiC yo, sa ki lakòz fann oswa defòme, espesyalman sou jeyometri ki pi gwo oswa konplèks.
Solisyon yo:
Kontwòl TanperatiKontwole avèk presizyon vitès chofaj ak refwadisman pou minimize chòk tèmik ak estrès.
Kouch gradyanSèvi ak metòd kouch miltikouch oswa gradyan pou chanje konpozisyon oswa estrikti materyèl la piti piti pou akomode estrès.
Rekwi apre depoRekui pati ki kouvri yo pou elimine estrès rezidyèl epi amelyore entegrite fim nan.
3. Konfòmalite ak Inifòmite sou Jewometri Konplèks
Depoze kouch inifòmman epè ak konfòm sou pati ki gen fòm konplèks, rapò aspè ki wo, oswa chanèl entèn yo ka difisil akòz limitasyon nan difizyon prekisè ak sinetik reyaksyon.
Solisyon yo:
Optimizasyon Konsepsyon ReaktèKonsepsyon reaktè CVD ak dinamik koule gaz ak inifòmite tanperati optimize pou asire yon distribisyon inifòm prekursè yo.
Ajisteman Paramèt Pwosesis laAjiste presyon depozisyon, vitès koule, ak konsantrasyon prekisè pou amelyore difizyon faz gazez nan karakteristik konplèks.
Depozisyon plizyè etapSèvi ak etap depozisyon kontinyèl oswa aparèy wotasyon pou asire ke tout sifas yo byen kouvri.
V. Kesyon yo poze souvan
K1: Ki diferans prensipal ki genyen ant CVD SiC ak PVD SiC nan aplikasyon semi-kondiktè?
A: Kouch CVD yo se estrikti kristal kolònè ak yon pite >99.99%, apwopriye pou anviwònman plasma; Kouch PVD yo sitou amorf/nanokristalin ak yon pite <99.9%, sitou itilize pou kouch dekoratif.
K2: Ki tanperati maksimòm kouch la ka sipòte?
A: Tolerans kout tèm 1650 °C (tankou pwosesis rekui), limit itilizasyon alontèm 1450 °C, depase tanperati sa a pral lakòz yon tranzisyon faz soti nan β-SiC rive nan α-SiC.
Q3: Epesè kouch tipik la?
A: Konpozan semi-kondiktè yo sitou gen yon epesè 80-150μm, epi kouch EBC motè avyon yo ka rive nan 300-500μm.
K4: Ki faktè prensipal ki afekte pri a?
A: Pite prekursè (40%), konsomasyon enèji ekipman (30%), pèt sede (20%). Pri inite kouch wo nivo yo ka rive $5,000/kg.
K5: Ki pi gwo founisè mondyal yo?
A: Ewòp ak Etazini: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Azi: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taywann), Scientech (Taywann)
Lè piblikasyon an: 9 jen 2025