PECVD қайығын қалай таңдауға, пайдалануға және күтуге болады?

1. PECVD қайығы дегеніміз не?

1.1 Анықтама және негізгі функциялар

PECVD қайығы (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) PECVD процесінде пластиналарды немесе субстраттарды тасымалдау үшін пайдаланылатын негізгі құрал болып табылады. Ол жоғары температурада (300-600°C), плазмамен белсендірілген және коррозиялық газда (мысалы, SiH₄, NH₃) тұрақты жұмыс істеуі керек. Оның негізгі функцияларына мыналар жатады:

● Нақты орналастыру: біркелкі вафли аралығын қамтамасыз етіңіз және жабынның кедергісін болдырмаңыз.
● Жылу өрісін басқару: температураның таралуын оңтайландыру және пленка біркелкілігін жақсарту.
● Ластануға қарсы тосқауыл: металдың ластану қаупін азайту үшін плазманы жабдықтың қуысынан оқшаулайды.

1.2 Типтік құрылымдар мен материалдар

Материалды таңдау:

● Графит қайық (негізгі таңдау): жоғары жылу өткізгіштік, жоғары температураға төзімділік, төмен баға, бірақ газ тоттануын болдырмау үшін жабу қажет.
●Кварц қайығы: Өте жоғары тазалық, химиялық төзімді, бірақ өте сынғыш және қымбат.
●Керамика (мысалы, Al₂O₃): тозуға төзімді, жоғары жиілікті өндіруге жарамды, бірақ жылу өткізгіштігі нашар.

Негізгі дизайн ерекшеліктері:

● Слот аралығы: пластинаның қалыңдығына сәйкес келеді (мысалы, 0,3-1 мм төзімділік).
●Ауа ағынының саңылауының дизайны: реакциялық газдың таралуын оңтайландыру және шеткі әсерді азайту.
●Беткі жабын: қызмет ету мерзімін ұзарту үшін жалпы SiC, TaC немесе DLC (гауһар тәрізді көміртекті) жабыны.

2. Неліктен PECVD қайықтарының өнімділігіне назар аудару керек?

2.1 Процесс өнімділігіне тікелей әсер ететін төрт негізгі фактор

✔ Ластануды бақылау:
Қайық корпусындағы қоспалар (мысалы, Fe және Na) жоғары температурада ұшады, бұл пленкадағы тесіктерді немесе ағуды тудырады.
Қаптауды пиллинг бөлшектерді енгізеді және жабын ақауларын тудырады (мысалы, > 0,3 мкм бөлшектер батареяның тиімділігін 0,5%-ға төмендетуі мүмкін).

✔ Жылу өрісінің біркелкілігі:
PECVD графит қайықтарының біркелкі емес жылу өткізгіштігі пленка қалыңдығындағы айырмашылықтарға әкеледі (мысалы, ±5% біркелкілік талабы кезінде температура айырмашылығы 10°C-тан аз болуы керек).

✔ Плазмамен үйлесімділік:
Дұрыс емес материалдар қалыпты разрядты тудыруы және пластинаны немесе құрылғы электродтарын зақымдауы мүмкін.

✔ Қызмет мерзімі мен құны:
Төмен сапалы қайықтың корпустарын жиі ауыстыру қажет (мысалы, айына бір рет), жыл сайынғы техникалық қызмет көрсету құны қымбат.

3. PECVD қайығын қалай таңдауға, пайдалануға және күтуге болады?

3.1 Үш қадамды таңдау әдісі

1-қадам: процесс параметрлерін нақтылаңыз

● Температура диапазоны: Графит + SiC жабыны 450°C төмен температурада таңдалуы мүмкін, ал кварц немесе керамика 600°C жоғары температурада қажет.
●Газ түрі: Құрамында Cl2 және F- сияқты коррозиялық газдар болған кезде тығыздығы жоғары жабынды қолдану қажет.
●Вафли өлшемі: 8 дюйм/12 дюймдік қайық құрылымының беріктігі айтарлықтай ерекшеленеді және мақсатты дизайнды қажет етеді.

2-қадам: өнімділік көрсеткіштерін бағалау

Негізгі көрсеткіштер:

●Бетінің кедір-бұдырлығы (Ra): ≤0,8μm (байланыс беті ≤0,4μm болуы керек)
●Қаптаманың беріктігі: ≥15МПа（ASTM C633 стандарты)
●Жоғары температура деформациясы (600℃): ≤0,1мм/м (24 сағаттық сынақ)

3-қадам: үйлесімділікті тексеріңіз

● Жабдықты сәйкестендіру: AMAT Centura, centrotherm PECVD, т.б. сияқты негізгі үлгілермен интерфейс өлшемін растаңыз.
● Сынақ өндірісі сынағы: жабынның біркелкілігін тексеру үшін 50-100 данадан тұратын шағын партиялық сынақты өткізу ұсынылады (пленка қалыңдығының стандартты ауытқуы <3%).

3.2 Пайдалану және техникалық қызмет көрсету бойынша ең жақсы тәжірибелер

Жұмыс сипаттамалары:

✔Алдын ала тазалау процесі:

● Бірінші рет қолданар алдында бетінде адсорбцияланған қоспаларды кетіру үшін Синчжоуды 30 минут бойы Ar плазмасымен бомбалау керек.

●Процестің әрбір партиясынан кейін органикалық қалдықтарды кетіру үшін тазалау үшін SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5) қолданылады.

✔ Табуларды жүктеу:

●Шамадан тыс жүктеуге тыйым салынады (мысалы, максималды сыйымдылық 50 дана болып есептелген, бірақ кеңейту үшін орын сақтау үшін нақты жүктеме ≤ 45 дана болуы керек).

●Плазма жиегі әсерлерін болдырмау үшін пластинаның шеті қайық резервуарының шетінен ≥2 мм қашықтықта болуы керек.

✔ Өмірді ұзартуға арналған кеңестер

● Қаптауды жөндеу: бетінің кедір-бұдыры Ra＞1,2μm болғанда, SiC жабынын CVD арқылы қайта салуға болады (құны ауыстырудан 40% төмен).

✔ Тұрақты тестілеу:

● Ай сайын: ақ жарық интерферометриясы арқылы жабынның тұтастығын тексеріңіз.
●Тоқсан сайын: XRD арқылы қайықтың кристалдану дәрежесін талдаңыз (кристалдық фазасы > 5% кварцты пластинаны ауыстыру қажет).

4. Қандай жалпы мәселелер бар?

1-сұрақ: мүмкінPECVD қайығыLPCVD процесінде қолдануға болады ма?

A: Ұсынылмайды! LPCVD жоғары температураға ие (әдетте 800-1100 ° C) және жоғары газ қысымына төтеп беруі керек. Ол температураның өзгеруіне төзімдірек материалдарды (мысалы, изостатикалық графит) пайдалануды талап етеді және ұяшық дизайны термиялық кеңею компенсациясын ескеруі керек.
2-сұрақ: Қайық корпусының істен шыққанын қалай анықтауға болады?

A: Келесі белгілер пайда болса, пайдалануды дереу тоқтатыңыз:
Жарықтар немесе жабынның пиллингі жай көзге көрінеді.
Вафельді жабынның біркелкілігінің стандартты ауытқуы қатарынан үш партия үшін >5% болды.
Технологиялық камераның вакуумдық дәрежесі 10%-дан астам төмендеді.

3-сұрақ: Графитті қайық пен кварц қайығын қалай таңдауға болады?

Қорытынды: Графит қайықтары жаппай өндіріс сценарийлері үшін, ал кварцтық қайықтар ғылыми зерттеулер/арнайы процестер үшін қарастырылады.

Қорытынды:

ДегенменPECVD қайығынегізгі жабдық емес, ол процесс тұрақтылығының «үнсіз қамқоршысы». Таңдаудан бастап техникалық қызмет көрсетуге дейін әрбір бөлшек өнімділікті арттырудың негізгі серпінді нүктесі болуы мүмкін. Бұл нұсқаулық сізге техникалық тұманнан өтуге және шығындарды азайту мен тиімділікті арттыру үшін оңтайлы шешім табуға көмектеседі деп үміттенемін!