នៅក្នុងការផលិតបន្ទះឈីបពាក់កណ្តាលខ្លួន ដំណើរការកម្ដៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ជំហានផលិតបន្ទះឈីបបន្ទះដូចជា អុកស៊ីតកម្ម ការសាយភាយ ការដុត និងការដាក់ស្រទាប់ LPCVD។ ដំណើរការទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងប្រព័ន្ធឡចំហាយពាក់កណ្តាលខ្លួនដែលដំណើរការរវាង 800°C និង 1200°C ដែលស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាព ការគ្រប់គ្រងការបំពុល និងឯកសណ្ឋានឧស្ម័នប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់ទិន្នផលបន្ទះឈីបបន្ទះ និងដំណើរការឧបករណ៍។
ក្នុងចំណោមសមាសធាតុសំខាន់ៗនៃឡដុតគឺ៖បំពង់សាយភាយ SiC— ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាបំពង់សាយភាយស៊ីលីកុនកាបៃ ឬបំពង់ឡចំហាយ SiC — ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរក្សាបរិយាកាសដំណើរការឱ្យមានស្ថេរភាព។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបំពង់ឡចំហាយរ៉ែថ្មខៀវប្រពៃណី បំពង់សាយភាយ SiC ផ្តល់នូវចរន្តកំដៅខ្ពស់ជាង កម្លាំងមេកានិចល្អជាង និងភាពធន់នឹងសារធាតុគីមីស៊ីមីកុងដុកទ័រដ៏អាក្រក់ ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែមានសារៈសំខាន់ក្នុងការផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រកម្រិតខ្ពស់។
តើបំពង់សាយភាយ SiC ជាអ្វី?
បំពង់សាយភាយ SiC គឺជាបន្ទប់សេរ៉ាមិចសីតុណ្ហភាពខ្ពស់រាងស៊ីឡាំង ដែលប្រើនៅខាងក្នុងប្រព័ន្ធសាយភាយស៊ីមីកុងដុកទ័រ និងឡដុត LPCVD។ មុខងារចម្បងរបស់វាគឺបង្កើតបរិស្ថានស្អាត និងមានស្ថេរភាពកម្ដៅសម្រាប់ដំណើរការបន្ទះ wafer។
អំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ បន្ទះសៀគ្វីដែលផ្ទុកដោយបន្ទះសៀគ្វីស៊ីលីកុនត្រូវបានដាក់នៅខាងក្នុងបំពង់ ខណៈពេលដែលឧស្ម័នដំណើរការហូរកាត់បន្ទប់ក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពដែលគ្រប់គ្រងដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។ បំពង់សាយភាយជួយរក្សា៖
●ការចែកចាយកម្ដៅដែលមានស្ថេរភាព
●លំហូរឧស្ម័នឯកសណ្ឋាន
●ការបំពុលភាគល្អិតទាប
●ប្រតិកម្មគីមីដែលបានគ្រប់គ្រង
បំពង់សាយភាយ SiC ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុង៖
●ឡដុតសាយភាយស៊ីមីកុងដុកទ័រ
●ប្រព័ន្ធឡចំហាយ LPCVD
●ឧបករណ៍អុកស៊ីតកម្មកម្ដៅ
●ប្រព័ន្ធដុតកម្ដៅ
កម្មវិធីធម្មតារួមមាន៖
●អុកស៊ីតកម្មស៊ីលីកុន
●ការសាយភាយផូស្វ័រ
●ការសាយភាយបូរ៉ុន
●ការដាក់សារធាតុប៉ូលីស៊ីលីកុន
●ការដាក់ស៊ីលីកុននីទ្រីត
នៅក្នុងរោងចក្រទំនើបៗ តម្រូវការឯកសណ្ឋាននៃដំណើរការឡចំហាយគឺតឹងរ៉ឹងបំផុត។ ឧទាហរណ៍ ដំណើរការ LPCVD កម្រិតខ្ពស់អាចតម្រូវឱ្យមានឯកសណ្ឋានសីតុណ្ហភាពបន្ទះសៀគ្វីក្នុងចន្លោះ ±1°C ដល់ ±3°C នៅទូទាំងតំបន់ឡចំហាយ។ ដំណើរការកម្ដៅនៃបំពង់សាយភាយប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់សមត្ថភាពនេះ។
ហេតុអ្វីបានជាស៊ីលីកុនកាបូអ៊ីដ្រាត (SiC) ត្រូវបានប្រើសម្រាប់បំពង់សាយភាយ
ការប្រើប្រាស់បំពង់សាយភាយស៊ីលីកុនកាបៃកាន់តែច្រើនឡើងៗ បានមកពីលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈពិសេសរបស់ SiC ក្រោមលក្ខខណ្ឌដំណើរការស៊ីមីកុងដុកទ័រសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
គុណសម្បត្តិសំខាន់បំផុតមួយគឺស្ថេរភាពកម្ដៅ។ SiC អាចដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់នៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 1200°C ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធក្នុងអំឡុងពេលវដ្តកម្ដៅម្តងហើយម្តងទៀត។
គុណសម្បត្តិសំខាន់មួយទៀតគឺចរន្តកំដៅ។ ចរន្តកំដៅនៃ SiC ជាធម្មតាមានប្រហែល៖
●120–200 W/m·K សម្រាប់ SiC ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់
●បើប្រៀបធៀបជាមួយរ៉ែថ្មខៀវត្រឹមតែ ~1.4 W/m·K ប៉ុណ្ណោះ
ភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្ទេរកំដៅលឿន និងឯកសណ្ឋានជាងមុននៅខាងក្នុងឡ ដែលជួយកែលម្អភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃដំណើរការពីបន្ទះ wafer ទៅបន្ទះ wafer។
ស៊ីស៊ីក៏ផ្តល់ជូនផងដែរ៖
●ធន់នឹងឧស្ម័នដំណើរការដែលមានមូលដ្ឋានលើក្លរីន និងហ្វ្លុយអូរីនបានយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ
●កម្លាំងមេកានិចខ្ពស់ជាងរ៉ែថ្មខៀវ
●ធន់នឹងការឆក់កម្ដៅបានល្អជាង
●ហានិភ័យទាបនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយក្នុងអំឡុងពេលវដ្តផលិតកម្មវែង
លក្ខណៈទាំងនេះធ្វើឱ្យបំពង់ឡ SiC ស័ក្តិសមជាពិសេសសម្រាប់បរិស្ថានដំណើរការកម្ដៅស៊ីមីកុងដុកទ័រកម្រិតខ្ពស់ ដែលពេលវេលាដំណើរការយូរ និងដំណើរការឡើងវិញដែលមានស្ថេរភាពគឺមានសារៈសំខាន់។
រចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈរចនានៃបំពង់សាយភាយ SiC
បំពង់សាយភាយ SiC ស៊ីមីកុងដុកទ័រភាគច្រើនមានលក្ខណៈពិសេសនៃការរចនាស៊ីឡាំងដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ដែលប្រសើរឡើងសម្រាប់ប្រព័ន្ធឡចំហាយបញ្ឈរ ឬផ្ដេក។
មិនដូចបំពង់សេរ៉ាមិចឧស្សាហកម្មធម្មតាទេ បំពង់ SiC ថ្នាក់ស៊ីមីកុងដុកទ័រតម្រូវឱ្យមានការអត់ធ្មត់ផលិតកម្មតឹងរ៉ឹងបំផុត ពីព្រោះការផ្លាស់ប្តូរវិមាត្រតូចៗអាចប៉ះពាល់ដល់៖
●ពេលវេលាស្នាក់នៅឧស្ម័ន
●ការចែកចាយកម្ដៅ
●ចន្លោះបន្ទះសៀគ្វី
●ភាពស្មើគ្នានៃការប្រមូលផ្តុំ
គុណភាពផ្ទៃខាងក្នុងក៏សំខាន់ខ្លាំងណាស់ដែរ។ ផ្ទៃរលោង និងបរិសុទ្ធខ្ពស់ជួយកាត់បន្ថយ៖
●ការបង្កើតភាគល្អិត
●ការប្រមូលផ្តុំសំណល់ដំណើរការ
●ការបំពុលលោហធាតុ
បំពង់ឡចំហាយទំនើបមួយចំនួនប្រើថ្នាំកូត CVD SiC ដើម្បីកែលម្អភាពធន់នឹងការច្រេះ និងភាពបរិសុទ្ធនៃផ្ទៃបន្ថែមទៀត។
កម្រាស់ជញ្ជាំង និងការរចនារចនាសម្ព័ន្ធក៏ត្រូវតែមានតុល្យភាពប្រសិទ្ធភាពកម្ដៅជាមួយនឹងភាពធន់មេកានិចផងដែរ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស៊ីមីកុងដុកទ័រ បំពង់ឡអាចជួបប្រទះវដ្តកំដៅ និងត្រជាក់រាប់រយ ឬរាប់ពាន់វដ្តក្នុងរយៈពេលប្រតិបត្តិការរបស់វា។
តួនាទីរបស់បំពង់សាយភាយ SiC នៅក្នុងដំណើរការឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក
នៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក បំពង់សាយភាយ SiC មានមុខងារច្រើនជាងគ្រាន់តែជាបន្ទប់រូបវន្ត។ វាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់ស្ថេរភាពដំណើរការ និងគុណភាពបន្ទះសៀគ្វី។
នៅក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្ដៅ បំពង់នេះជួយរក្សាលំហូរអុកស៊ីសែនឯកសណ្ឋាន និងស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាព ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ផលិតខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដដែលមានគុណភាពខ្ពស់។
នៅក្នុងដំណើរការសាយភាយ លំហូរឧស្ម័នដែលមានស្ថេរភាពនៅខាងក្នុងបំពង់ SiC គាំទ្រដល់ការចែកចាយសារធាតុដូប៉ានដ៏ត្រឹមត្រូវសម្រាប់ការសាយភាយផូស្វ័រ ឬបូរ៉ុន។
សម្រាប់កម្មវិធី LPCVD ដូចជាការដាក់សារធាតុ polysilicon និង silicon nitride ចរន្តកំដៅរបស់ SiC ជួយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឯកសណ្ឋានកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តនៅទូទាំងបាច់ wafer ។
បញ្ហាទូទៅនៃបំពង់សាយភាយ SiC
ទោះបីជា SiC ផ្តល់នូវភាពធន់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះក៏ដោយ បំពង់សាយភាយនៅតែជួបប្រទះនឹងការពាក់រយៈពេលយូរក្រោមលក្ខខណ្ឌដំណើរការស៊ីមីកុងដុកទ័រ។
បញ្ហាទូទៅមួយគឺការបំពុលភាគល្អិតដែលបណ្តាលមកពីភាពចាស់នៃផ្ទៃ ឬការប្រមូលផ្តុំសំណល់ដំណើរការ។ យូរៗទៅ ការប៉ះពាល់ម្តងហើយម្តងទៀតទៅនឹងសារធាតុគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់អាចធ្វើឱ្យផ្ទៃខាងក្នុងរដុបបន្តិចម្តងៗ ដែលបង្កើនហានិភ័យនៃការបំពុល។
ការប្រេះដោយសារកម្ដៅគឺជាបញ្ហាប្រឈមមួយទៀត។ ការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស ឬការផ្ទុកបន្ទះបន្ទះមិនស្មើគ្នាអាចបង្កើតភាពតានតឹងកម្ដៅ ដែលនៅទីបំផុតអាចបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះតូចៗ ឬការបរាជ័យនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។
ការរលួយគីមីក៏អាចកើតឡើងនៅក្រោមបរិយាកាសសម្អាតដែលមានមូលដ្ឋានលើហាឡូហ្សែនដ៏ខ្លាំងក្លាផងដែរ។ ការប៉ះពាល់នឹងឧស្ម័នដែលមានផ្ទុកហ្វ្លុយអូរីនរយៈពេលវែងអាចធ្វើឱ្យផ្ទៃបំពង់រលួយបន្តិចម្តងៗ និងប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពនៃដំណើរការ។
នៅក្នុងបរិយាកាសផលិតកម្ម បញ្ហាទាំងនេះអាចនាំឱ្យមាន៖
●ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព
●ភាពមិនស្មើគ្នានៃខ្សែភាពយន្ត
●ចំនួនភាគល្អិតកើនឡើង
●កាត់បន្ថយភាពអាចធ្វើម្តងទៀតនៃដំណើរការ
ដោយហេតុផលនេះ រោងចក្រផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រជាធម្មតាត្រួតពិនិត្យដំណើរការបំពង់ឡតាមរយៈកម្មវិធីបញ្ជាក់គុណភាពជាប្រចាំ និងកម្មវិធីថែទាំបង្ការ។
ការថែទាំ និងការគ្រប់គ្រងពេញមួយជីវិត
ការថែទាំត្រឹមត្រូវគឺចាំបាច់សម្រាប់ពន្យារអាយុកាលប្រតិបត្តិការរបស់បំពង់ចង្ក្រាន SiCនិងរក្សាបាននូវដំណើរការដំណើរការស៊ីមីកុងដុកទ័រដែលមានស្ថេរភាព។
រោងចក្រភាគច្រើនអនុវត្តវដ្តត្រួតពិនិត្យតាមកាលវិភាគដែលរួមមាន៖
●ការត្រួតពិនិត្យផ្ទៃដែលមើលឃើញ
●ការត្រួតពិនិត្យនិន្នាការភាគល្អិត
●ការធ្វើតេស្តគុណភាពឡ
●ការផ្ទៀងផ្ទាត់ឯកសណ្ឋានកម្ដៅ
វិធីសាស្ត្រសម្អាតអាចរួមមានការសម្អាតដោយសារធាតុគីមីសើម ឬការព្យាបាលដោយដុតនំនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដើម្បីយកសំណល់ដំណើរការចេញ។
នៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានបរិមាណច្រើន ការជំនួសបំពង់សាយភាយច្រើនតែផ្អែកលើ៖
●ម៉ោងដំណើរការ
●ចំនួនវដ្តកម្ដៅ
●ដំណើរការភាគល្អិត
●ដែនកំណត់គុណវុឌ្ឍិ
ជំនួសឲ្យការរង់ចាំការខូចខាតដែលអាចមើលឃើញ រោងចក្រផលិតធម្មតានឹងជំនួសបំពង់ឡមុនពេលដែលការរសាត់នៃដំណើរការប៉ះពាល់ដល់ទិន្នផលបន្ទះបន្ទះ។
នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាស៊ីមីកុងដុកទ័ររីកចម្រើនឆ្ពោះទៅរកថ្នាំងដំណើរការតូចៗ និងកម្មវិធីកម្ដៅដែលទាមទារកាន់តែច្រើន សារៈសំខាន់នៃភាពជឿជាក់បំពង់សាយភាយស៊ីលីកុនកាប៊ីតនឹងបន្តកើនឡើង។ សមត្ថភាពរបស់ពួកវាក្នុងការគាំទ្រដល់ដំណើរការកម្ដៅដែលមានស្ថេរភាព ការបំពុលទាប និងភាពជឿជាក់នៃឡរយៈពេលវែងធ្វើឱ្យពួកវាជាសមាសធាតុសំខាន់នៅក្នុងឧបករណ៍ផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រទំនើប។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ឧសភា-០៨-២០២៦