តើថ្នាំកូត CVD SiC គឺជាអ្វី?

CVDថ្នាំកូត SiCកំពុងកែប្រែដែនកំណត់នៃដំណើរការផលិត semiconductor ក្នុងអត្រាដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលមួយ។ បច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតដែលហាក់ដូចជាសាមញ្ញនេះបានក្លាយទៅជាដំណោះស្រាយដ៏សំខាន់មួយចំពោះបញ្ហាប្រឈមស្នូលចំនួនបីនៃការបំពុលភាគល្អិត ការ corrosion សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងសំណឹកប្លាស្មានៅក្នុងការផលិតបន្ទះឈីប។ ក្រុមហ៊ុនផលិតឧបករណ៍ semiconductor កំពូលរបស់ពិភពលោកបានចុះបញ្ជីវាជាបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារសម្រាប់ឧបករណ៍ជំនាន់ក្រោយ។ ដូច្នេះ តើ​អ្វី​ដែល​ធ្វើ​ឱ្យ​ការ​លាប​ពណ៌​នេះ​ក្លាយ​ជា "គ្រឿង​សឹក​ដែល​មើល​មិន​ឃើញ" នៃ​ការ​ផលិត​បន្ទះ​ឈីប? អត្ថបទនេះនឹងវិភាគយ៉ាងស៊ីជម្រៅអំពីគោលការណ៍បច្ចេកទេស កម្មវិធីស្នូល និងរបកគំហើញដ៏ទំនើបរបស់វា។

Ⅰ និយមន័យនៃថ្នាំកូត CVD SiC

ថ្នាំកូត CVD SiC សំដៅលើស្រទាប់ការពារនៃស៊ីលីកុនកាបូនឌីអុកស៊ីត (SiC) ដែលដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមដោយដំណើរការនៃការបញ្ចេញចំហាយគីមី (CVD) ។ Silicon carbide គឺជាសមាសធាតុនៃស៊ីលីកុន និងកាបូន ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាសម្រាប់ភាពរឹងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ចរន្តកំដៅខ្ពស់ ភាពអសកម្មគីមី និងភាពធន់ទ្រាំនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ បច្ចេកវិទ្យា CVD អាចបង្កើតជាស្រទាប់ SiC ដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ក្រាស់ និងឯកសណ្ឋាន ហើយអាចមានលក្ខណៈអនុលោមទៅតាមធរណីមាត្រស្មុគស្មាញ។ នេះធ្វើឱ្យថ្នាំកូត CVD SiC ស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការ ដែលមិនអាចត្រូវបានបំពេញដោយសម្ភារៈភាគច្រើនបែបប្រពៃណី ឬវិធីសាស្រ្តថ្នាំកូតផ្សេងទៀត។

Ⅱ គោលការណ៍នៃដំណើរការ CVD

ការបំភាយចំហាយគីមី (CVD) គឺជាវិធីសាស្រ្តផលិតដ៏សម្បូរបែបដែលប្រើដើម្បីផលិតសម្ភារៈរឹងដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ គោលការណ៍ស្នូលនៃ CVD ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មនៃឧស្ម័នមុនគេនៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលគេឱ្យឈ្មោះថា ដើម្បីបង្កើតជាថ្នាំកូតរឹង។

នេះគឺជាការវិភាគសាមញ្ញនៃដំណើរការ SiC CVD៖

ដ្យាក្រាមគោលការណ៍នៃដំណើរការ CVD

1. ការណែនាំមុនគេ៖ ឧស្ម័នមុនគេ ដែលជាធម្មតាឧស្ម័នដែលមានផ្ទុកស៊ីលីកុន (ឧ. មេទីលទ្រីក្លូរ៉ូស៊ីឡែន – MTS ឬស៊ីឡែន – SiH₄) និងឧស្ម័នដែលមានផ្ទុកកាបូន (ឧ. ប្រូផេន – C₃H₈) ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្ម។

2. ការផ្តល់ឧស្ម័ន៖ ឧស្ម័នមុនគេទាំងនេះហូរលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលគេឱ្យឈ្មោះថា។

3. ការស្រូបយក៖ ម៉ូលេគុល Precursor adsorb ទៅលើផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោមក្តៅ។

4. ប្រតិកម្មលើផ្ទៃ៖ នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ម៉ូលេគុល adsorbed ទទួលរងនូវប្រតិកម្មគីមី ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរលួយនៃសារធាតុមុន និងការបង្កើតជាខ្សែភាពយន្ត SiC រឹង។ អនុផលត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងទម្រង់ជាឧស្ម័ន។

5. ការស្រូបយកនិងការហត់នឿយ៖ អនុផល​នៃ​ឧស្ម័ន​បឺត​ចេញ​ពី​ផ្ទៃ ហើយ​បន្ទាប់​មក​បញ្ចេញ​ចេញ​ពី​អង្គជំនុំជម្រះ។ ការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់នៃសីតុណ្ហភាព សម្ពាធ អត្រាលំហូរឧស្ម័ន និងកំហាប់មុនគេគឺមានសារៈសំខាន់ក្នុងការសម្រេចបាននូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃខ្សែភាពយន្តដែលចង់បាន រួមទាំងកម្រាស់ ភាពបរិសុទ្ធ ភាពថ្លា និងការស្អិត។

Ⅲ ការប្រើប្រាស់ CVD SiC Coatings ក្នុងដំណើរការ Semiconductor

ថ្នាំកូត CVD SiC គឺមិនអាចខ្វះបានក្នុងការផលិត semiconductor ពីព្រោះការរួមផ្សំនៃលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់វាឆ្លើយតបដោយផ្ទាល់ទៅនឹងលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ និងតម្រូវការភាពបរិសុទ្ធដ៏តឹងរ៉ឹងនៃបរិយាកាសផលិតកម្ម។ ពួកវាបង្កើនភាពធន់ទ្រាំទៅនឹងការ corrosion ប្លាស្មា ការវាយប្រហារគីមី និងការបង្កើតភាគល្អិត ដែលទាំងអស់នេះមានសារៈសំខាន់ក្នុងការបង្កើនទិន្នផល wafer និងពេលវេលាដំណើរការឧបករណ៍។

ខាងក្រោម​នេះ​ជា​ផ្នែក​ស្រោប​ CVD SiC ទូទៅ​មួយ​ចំនួន និង​សេណារីយ៉ូ​កម្មវិធី​របស់​ពួកគេ៖

1. ប្លាស្មា Etching Chamber និង Focus Ring

ផលិតផល: ស្រទាប់ទ្រនាប់ស្រោប CVD SiC ក្បាលផ្កាឈូក ប្រដាប់ទប់ និងចិញ្ចៀនផ្តោតអារម្មណ៍។

ការដាក់ពាក្យ៖ នៅក្នុងប្លាស្មា etching ប្លាស្មាសកម្មខ្លាំងត្រូវបានប្រើដើម្បីជ្រើសរើសយកសម្ភារៈចេញពី wafers ។ សមា្ភារៈដែលមិនស្រោប ឬប្រើប្រាស់បានយូរតិច ខូចគុណភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបំពុលភាគល្អិត និងពេលវេលារងចាំញឹកញាប់។ ថ្នាំកូត CVD SiC មានភាពធន់ទ្រាំដ៏ល្អចំពោះសារធាតុគីមីប្លាស្មាដែលឈ្លានពាន (ឧ. ហ្វ្លុយអូរី ក្លរីន ប្លាស្មា ប្រូមីន) ពន្យារអាយុជីវិតនៃសមាសធាតុអង្គជំនុំជម្រះសំខាន់ៗ និងកាត់បន្ថយការបង្កើតភាគល្អិត ដែលបង្កើនទិន្នផល wafer ដោយផ្ទាល់។

2.PECVD និង HDPCVD បន្ទប់

ផលិតផល៖ បន្ទប់ប្រតិកម្មស្រោប CVD SiC និងអេឡិចត្រូត។

កម្មវិធី: ប្លាស្មាបង្កើនការបញ្ចេញចំហាយគីមី (PECVD) និងដង់ស៊ីតេខ្ពស់ប្លាស្មា CVD (HDPCVD) ត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើង (ឧទាហរណ៍ ស្រទាប់ dielectric ស្រទាប់ passivation) ។ ដំណើរការទាំងនេះក៏ពាក់ព័ន្ធនឹងបរិស្ថានប្លាស្មាដ៏អាក្រក់ផងដែរ។ ថ្នាំកូត CVD SiC ការពារជញ្ជាំងអង្គជំនុំជម្រះ និងអេឡិចត្រូតពីសំណឹក ធានាបាននូវគុណភាពខ្សែភាពយន្តជាប់លាប់ និងកាត់បន្ថយពិការភាព។

3. ឧបករណ៍ផ្សាំអ៊ីយ៉ុង

ផលិតផល៖ សមាសធាតុ beamline ស្រោបដោយ CVD SiC (ឧ. ជំរៅ ពែង Faraday)។

កម្មវិធី៖ ការដាក់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុងណែនាំអ៊ីយ៉ុង dopant ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមនៃសារធាតុ semiconductor ។ ធ្នឹមអ៊ីយ៉ុងថាមពលខ្ពស់អាចបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះ និងសំណឹកនៃសមាសធាតុដែលប៉ះពាល់។ ភាពរឹង និងភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៃ CVD SiC កាត់បន្ថយការបង្កើតភាគល្អិតពីសមាសធាតុ beamline ការពារការចម្លងរោគនៃ wafers ក្នុងអំឡុងពេលជំហានសំខាន់នេះ។

4. សមាសធាតុនៃរ៉េអាក់ទ័រ Epitaxial

ផលិតផល: CVD SiC coated susceptors និងអ្នកចែកចាយឧស្ម័ន។

កម្មវិធី៖ ការលូតលាស់ Epitaxial (EPI) ពាក់ព័ន្ធនឹងការរីកលូតលាស់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់ដែលមានលំដាប់ខ្ពស់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ឧបករណ៍ការពារដែលស្រោបដោយ CVD SiC ផ្តល់នូវស្ថេរភាពកំដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងភាពអសកម្មគីមីនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធានាឱ្យមានកំដៅឯកសណ្ឋាន និងការពារការចម្លងរោគនៃសារធាតុរងដោយខ្លួនឯង ដែលជាកត្តាសំខាន់ក្នុងការសម្រេចបាននូវស្រទាប់អេពីតាស៊ីលដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

នៅពេលដែលធរណីមាត្ររបស់បន្ទះឈីបធ្លាក់ចុះ ហើយតម្រូវការដំណើរការកាន់តែខ្លាំង តម្រូវការសម្រាប់អ្នកផ្គត់ផ្គង់ថ្នាំកូត CVD SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងក្រុមហ៊ុនផលិតថ្នាំកូត CVD នៅតែបន្តកើនឡើង។

IV. តើដំណើរការថ្នាំកូត CVD SiC មានឧបសគ្គអ្វីខ្លះ?

ទោះបីជាមានគុណសម្បត្តិដ៏អស្ចារ្យនៃថ្នាំកូត CVD SiC ក៏ដោយក៏ការផលិត និងកម្មវិធីរបស់វានៅតែប្រឈមនឹងបញ្ហាមួយចំនួននៃដំណើរការ។ ការដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមទាំងនេះគឺជាគន្លឹះក្នុងការសម្រេចបាននូវការអនុវត្តប្រកបដោយស្ថិរភាព និងប្រសិទ្ធភាពចំណាយ។

បញ្ហាប្រឈម៖

1. ការស្អិតជាប់នឹងស្រទាប់ខាងក្រោម

SiC អាចជាបញ្ហាប្រឈមក្នុងការសម្រេចបាននូវភាពស្អិតជាប់ដ៏រឹងមាំ និងឯកសណ្ឋានទៅនឹងវត្ថុធាតុស្រទាប់ខាងក្រោមផ្សេងៗ (ឧទាហរណ៍ ក្រាហ្វិច ស៊ីលីកុន សេរ៉ាមិច) ដោយសារភាពខុសគ្នានៃមេគុណពង្រីកកម្ដៅ និងថាមពលផ្ទៃ។ ភាពស្អិតជាប់មិនល្អអាចនាំឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយអំឡុងពេលជិះកង់កម្ដៅ ឬភាពតានតឹងមេកានិច។

ដំណោះស្រាយ៖

ការរៀបចំផ្ទៃ៖ ការសម្អាត និងការព្យាបាលលើផ្ទៃយ៉ាងល្អិតល្អន់ (ឧ. ការលាប, ការព្យាបាលប្លាស្មា) នៃស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីលុបភាពកខ្វក់ និងបង្កើតផ្ទៃដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់ការផ្សារភ្ជាប់។

ស្រទាប់ខាងក្នុង៖ ដាក់ស្រទាប់អន្តរស្រទាប់ស្តើង និងតាមតម្រូវការ (ឧទាហរណ៍ កាបូន pyrolytic, TaC – ស្រដៀងទៅនឹង CVD TaC coating នៅក្នុងកម្មវិធីជាក់លាក់) ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពមិនស៊ីគ្នានៃការពង្រីកកម្ដៅ និងលើកកម្ពស់ការស្អិត។

បង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការដាក់ប្រាក់៖ គ្រប់គ្រងដោយប្រុងប្រយ័ត្ននូវសីតុណ្ហភាព សម្ពាធ និងសមាមាត្រឧស្ម័ន ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការបង្កើត និងការលូតលាស់នៃខ្សែភាពយន្ត SiC និងលើកកម្ពស់ការភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងដ៏រឹងមាំ។

2. ភាពតានតឹងភាពយន្ត និងការបំបែក

កំឡុងពេលធ្លាក់ទឹក ឬត្រជាក់ជាបន្តបន្ទាប់ ភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់អាចនឹងវិវឌ្ឍន៍នៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត SiC ដែលបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះ ឬការឡើងរឹង ជាពិសេសនៅលើធរណីមាត្រធំ ឬស្មុគស្មាញ។

ដំណោះស្រាយ៖

ការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាព៖ គ្រប់គ្រងអត្រាកំដៅ និងត្រជាក់យ៉ាងជាក់លាក់ ដើម្បីកាត់បន្ថយការឆក់កម្ដៅ និងភាពតានតឹង។

ថ្នាំកូតជម្រាល៖ ប្រើ​វិធី​ស្រោប​ស្រទាប់​ច្រើន ឬ​ជម្រាល​ដើម្បី​ផ្លាស់ប្តូរ​សមាសភាព​សម្ភារៈ ឬ​រចនាសម្ព័ន្ធ​ជា​បណ្តើរៗ ដើម្បី​សម្រប​តាម​ភាពតានតឹង។

ការបន្ទោបង់ក្រោយការបន្ទោបង់៖ លាប​ផ្នែក​ដែល​ស្រោប​ដើម្បី​បំបាត់​ភាព​តានតឹង​ដែល​នៅ​សេសសល់ និង​កែលម្អ​ភាព​ល្អិតល្អន់​របស់​ខ្សែភាពយន្ត។

3. ការអនុលោមភាពនិងភាពដូចគ្នាលើធរណីមាត្រស្មុគស្មាញ

ការដាក់ស្រទាប់ស្រោបក្រាស់ និងស៊ីសង្វាក់គ្នាលើផ្នែកដែលមានរាងស្មុគ្រស្មាញ សមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់ ឬបណ្តាញខាងក្នុងអាចជាការពិបាកដោយសារតែដែនកំណត់នៃការសាយភាយមុនគេ និងប្រតិកម្ម kinetics ។

ដំណោះស្រាយ៖

ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរចនារ៉េអាក់ទ័រ៖ រចនាម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ CVD ជាមួយនឹងសក្ដានុពលលំហូរឧស្ម័នដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរ និងឯកសណ្ឋានសីតុណ្ហភាព ដើម្បីធានាបាននូវការចែកចាយឯកសណ្ឋាននៃមុនគេ។

ការកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ៖ សម្ពាធ​នៃ​ការ​បំប្លែង​ដ៏​ល្អិតល្អន់ អត្រា​លំហូរ និង​កំហាប់​មុនគេ ដើម្បី​ពង្រឹង​ការ​សាយភាយ​ដំណាក់កាល​ឧស្ម័ន​ទៅជា​លក្ខណៈ​ស្មុគស្មាញ។

ការទម្លាក់ពហុដំណាក់កាល៖ ប្រើជំហានបន្តបន្ទាប់បន្សំ ឬឧបករណ៍បង្វិល ដើម្បីធានាថាផ្ទៃទាំងអស់ត្រូវបានស្រោបគ្រប់គ្រាន់។

V. សំណួរគេសួរញឹកញាប់

សំណួរទី 1: តើអ្វីជាភាពខុសគ្នាស្នូលរវាង CVD SiC និង PVD SiC នៅក្នុងកម្មវិធី semiconductor?

មួយ: ថ្នាំកូត CVD គឺជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ជួរឈរដែលមានភាពបរិសុទ្ធ> 99.99% សមរម្យសម្រាប់បរិស្ថានប្លាស្មា។ ថ្នាំកូត PVD ភាគច្រើនជាអាម៉ូញ៉ូស/ណាណូគ្រីស្តាល់លីន ជាមួយនឹងភាពបរិសុទ្ធ <99.9% ដែលភាគច្រើនប្រើសម្រាប់ថ្នាំកូតតុបតែង។

សំណួរទី 2: តើអ្វីជាសីតុណ្ហភាពអតិបរមាដែលថ្នាំកូតអាចទប់ទល់បាន?

A: ការអត់ធ្មត់រយៈពេលខ្លីនៃ 1650 ° C (ដូចជាដំណើរការ annealing) ដែនកំណត់ការប្រើប្រាស់រយៈពេលវែងនៃ 1450 ° C លើសពីសីតុណ្ហភាពនេះនឹងបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលពី β-SiC ទៅ α-SiC ។

សំណួរទី 3: ជួរកម្រាស់ថ្នាំកូតធម្មតា?

A: សមាសធាតុ semiconductor ភាគច្រើនគឺ 80-150μm ហើយថ្នាំកូត EBC ម៉ាស៊ីនយន្តហោះអាចឈានដល់ 300-500μm។

សំណួរទី 4: តើកត្តាសំខាន់អ្វីខ្លះដែលប៉ះពាល់ដល់ថ្លៃដើម?

ចម្លើយ៖ ភាពបរិសុទ្ធនៃបុព្វបទ (40%) ការប្រើប្រាស់ថាមពលឧបករណ៍ (30%) ការបាត់បង់ទិន្នផល (20%)។ តម្លៃឯកតានៃថ្នាំកូតដែលមានតម្លៃខ្ពស់អាចឡើងដល់ 5,000 ដុល្លារ/គីឡូក្រាម។

សំណួរទី 5: តើអ្នកផ្គត់ផ្គង់សកលសំខាន់ៗអ្វីខ្លះ?

A: អឺរ៉ុប និងសហរដ្ឋអាមេរិក៖ CoorsTek, Mersen, Ionbond; អាស៊ី៖ Semixlab, Veteksemicon, Kallex (តៃវ៉ាន់), Scientech (តៃវ៉ាន់)