Nexweşiyên dil û damaranPêçandina SiCsînorên pêvajoyên çêkirina nîvconductoran bi rêjeyek ecêb ji nû ve şekil dide. Ev teknolojiya pêçandinê ya ku dişibihe sade xuya dike, ji bo sê pirsgirêkên bingehîn ên qirêjbûna perçeyan, korozyona germahiya bilind û erozyona plazmayê di çêkirina çîpan de bûye çareseriyek sereke. Hilberînerên alavên nîvconductor ên pêşeng ên cîhanê wê wekî teknolojiyek standard ji bo alavên nifşê pêşerojê navnîş kirine. Ji ber vê yekê, çi dike ku ev pêçandin "zirxê nedîtî" yê çêkirina çîpan be? Ev gotar dê prensîbên wê yên teknîkî, serîlêdanên bingehîn û pêşketinên wê yên pêşkeftî bi kûrahî analîz bike.
1. Pênasîna pêçandina CVD SiC
Pêçandina CVD SiC behsa qatek parastinê ya karbîda silîkonê (SiC) dike ku bi pêvajoya pêkhatina buxara kîmyewî (CVD) li ser substratê tê danîn. Karbîda silîkonê tevlîheviyek ji silîkon û karbonê ye, ku bi hişkiya xwe ya hêja, întegrîteya germî ya bilind, bêserûberiya kîmyewî û berxwedana xwe ya germahiya bilind tê zanîn. Teknolojiya CVD dikare qatek SiC ya paqijiya bilind, tîr û qalindahiya yekreng çêbike, û dikare bi geometrîyên tevlihev re pir lihevhatî be. Ev yek pêçandinên CVD SiC ji bo sepanên daxwazkar ên ku bi materyalên girseyî yên kevneşopî an rêbazên din ên pêçandinê nayên bicîhanîn pir guncan dike.
Prensîba pêvajoya CVD
Depokirina buxara kîmyewî (CVD) rêbazeke çêkirinê ya piralî ye ku ji bo hilberandina materyalên zexm ên bi kalîte û performansa bilind tê bikar anîn. Prensîba bingehîn a CVD reaksiyona pêşmadeyên gazî li ser rûyê substratek germkirî vedihewîne da ku pêçek zexm çêbike.
Li vir dabeşkirinek hêsankirî ya pêvajoya SiC CVD heye:
Nexşeya prensîba pêvajoya CVD
1. Pêşgotina pêşgotinêPêşgirên gazê, bi gelemperî gazên ku silîkonê dihewînin (mînak, metîltrîklorosîlan – MTS, an sîlan – SiH₄) û gazên ku karbonê dihewînin (mînak, propan – C₃H₈), têne nav odeya reaksiyonê.
2. Radestkirina gazêEv gazên pêşeng li ser substrata germkirî diherikin.
3. AdsorpsiyonMolekulên pêşeng xwe li ser rûyê substrata germ digirin.
4. Reaksiyona rûberîDi germahiyên bilind de, molekulên adsorbekirî reaksiyonên kîmyayî derbas dikin, di encamê de pêşeng dihele û fîlmek SiC ya hişk çêdibe. Berhem bi şiklê gazan têne berdan.
5. Desorpsiyon û derxistinBerhema gazî ji rûyê erdê dihele û dûv re ji odeyê derdikeve. Kontrolkirina rast a germahî, zext, rêjeya herikîna gazê û konsantrasyona pêşgiran ji bo bidestxistina taybetmendiyên fîlmê yên xwestî, di nav de qalindahî, paqijî, krîstalînîtî û zeliqandin, pir girîng e.
1. Bikaranîna Pêçanên CVD SiC di Pêvajoyên Nîvconductor de
Pêçanên CVD SiC di çêkirina nîvconductoran de pir girîng in ji ber ku kombînasyona wan a bêhempa ya taybetmendiyan rasterast şert û mercên dijwar û pêdiviyên paqijiyê yên hişk ên jîngeha çêkirinê pêk tîne. Ew berxwedana li hember korozyona plazmayê, êrîşa kîmyewî û çêbûna perçeyan zêde dikin, ku hemî ji bo zêdekirina hilberîna wafer û dema xebitandina alavan girîng in.
Li jêr çend parçeyên hevpar ên bi pêçandina CVD SiC û senaryoyên serîlêdana wan hene:
1. Odeya Gravkirina Plazmayê û Halkaya Fokusê
BerhemPêçên hundir, serşok, reseptor, û zengilên fokusê yên bi CVD SiC hatine pêçandin.
BikaranînîDi gravkirina plazmayê de, plazmaya pir çalak ji bo rakirina bi awayekî bijartî ya materyalan ji waferan tê bikar anîn. Materyalên bê pêç an jî yên kêmtir domdar bi lez hilweşin, di encamê de dibe sedema qirêjbûna perçeyan û demên bêkarbûnê yên pir caran. Pêçên CVD SiC li hember kîmyewiyên plazmayê yên êrîşkar (mînak, florîn, klor, plazmaya bromîn) berxwedanek pir baş hene, temenê pêkhateyên sereke yên odeyê dirêj dikin, û çêbûna perçeyan kêm dikin, ku rasterast hilberîna waferan zêde dike.
2.Odeyên PECVD û HDPCVD
BerhemOdeyên reaksiyonê û elektrodên bi pêçandina CVD SiC.
SerlêdanJi bo danîna fîlmên tenik (mînak, tebeqeyên dielektrîk, tebeqeyên pasîvasyonê) danîna buxara kîmyewî ya bi plazmaya zêdekirî (PECVD) û CVD ya plazmaya densiteya bilind (HDPCVD) têne bikar anîn. Ev pêvajo di heman demê de hawîrdorên plazmaya dijwar jî dihewîne. Pêçanên CVD SiC dîwarên odeyê û elektrodan ji erozyonê diparêzin, kalîteya fîlmê ya domdar misoger dikin û kêmasiyan kêm dikin.
3. Amûrên çandina îyonê
BerhemPêkhateyên xeta tîrêjê yên bi pêçandina CVD SiC (mînak, vebûn, qedehên Faraday).
SerlêdanÇandina îyonan îyonên dopant dixe nav substratên nîvconductor. Tîrêjên îyonê yên enerjiya bilind dikarin bibin sedema sputtering û xiroşîna pêkhateyên vekirî. Hişkbûn û paqijiya bilind a CVD SiC çêbûna perçeyan ji pêkhateyên xeta tîrêjê kêm dike, û di vê gava krîtîk a dopkirinê de pêşî li qirêjbûna waferan digire.
4. Pêkhateyên reaktorê epîtaksîyal
BerhemSûsceptor û belavkerên gazê yên bi pêçandina CVD SiC.
SerlêdanMezinbûna epîtaksîyal (EPI) mezinbûna tebeqeyên krîstalî yên pir rêzkirî li ser substratekê di germahiyên bilind de vedihewîne. Sûsceptorên bi pêçandina CVD SiC di germahiyên bilind de aramiya germî û bêserûberiya kîmyewî ya hêja pêşkêş dikin, germkirina yekreng misoger dikin û pêşî li gemarbûna sûsceptorê bi xwe digirin, ku ev ji bo bidestxistina tebeqeyên epîtaksîyal ên bi kalîte bilind girîng e.
Her ku geometrîyên çîpan piçûk dibin û daxwazên pêvajoyê zêde dibin, daxwaza ji bo dabînkerên pêçandina CVD SiC ya bi kalîte û hilberînerên pêçandina CVD mezin dibe.
IV. Zehmetiyên pêvajoya pêçandina CVD SiC çi ne?
Tevî avantajên mezin ên pêçandina CVD SiC, hilberîn û sepandina wê hîn jî bi hin pirsgirêkên pêvajoyê re rû bi rû ye. Çareserkirina van pirsgirêkan mifteya bidestxistina performansek stabîl û lêçûn-bandor e.
Zehmetî:
1. Pêvedana bi substratê re
Ji ber cudahîyên di katsayiyên berfirehbûna germî û enerjiya rûyê de, dibe ku zehmet be ku SiC bi materyalên cûrbecûr ên substratê (mînak grafît, silîkon, seramîk) re zeliqînek xurt û yekreng bi dest bixe. Zelalbûna nebaş dikare di dema çerxên germî an jî stresa mekanîkî de bibe sedema veqetandinê.
Çareserî:
Amadekirina rûberêPaqijkirin û dermankirina rûyê bi baldarî (mînak, gravurkirin, dermankirina plazmayê) ya substratê ji bo rakirina gemaran û afirandina rûyek çêtirîn ji bo girêdanê.
Qata navberêJi bo kêmkirina nelihevhatina berfirehbûna germî û pêşvebirina zeliqandinê, qatek navbera tenik û xwerû an qatek tamponê (mînak, karbona pîrolîtîk, TaC - dişibihe pêçandina CVD TaC di sepanên taybetî de) bicîh bikin.
Parametreyên danîna daneyan baştir bikeJi bo baştirkirina çêbûna navik û mezinbûna fîlmên SiC û pêşvebirina girêdana navrûyî ya bihêz, germahiya depokirinê, zext û rêjeya gazê bi baldarî kontrol bikin.
2. Stres û Şikestina Fîlmê
Di dema danînê an sarbûna paşê de, dibe ku stresên mayî di nav fîlimên SiC de çêbibin, bibin sedema şikestin an xwarbûnê, nemaze li ser geometrîyên mezintir an tevlihev.
Çareserî:
Kontrola GermahiyêJi bo kêmkirina şoka germî û stresê, rêjeyên germkirin û sarkirinê bi awayekî rast kontrol bikin.
Pêçandina GradientJi bo guhertina hêdî hêdî ya pêkhateya materyalê an avahiya wê da ku li hember stresê bisekine, rêbazên pêçandina pirqatî an jî gradyant bikar bînin.
Tenikkirina Piştî DepozîsyonêJi bo rakirina stresa mayî û baştirkirina yekparçeyiya fîlmê, beşên pêçayî bipijînin.
3. Konformalîte û Yekrengî li ser Geometrîyên Tevlihev
Ji ber sînorkirinên di belavbûna pêşengan û kînetîka reaksiyonê de, danîna pêçanên yekreng stûr û konformal li ser perçeyên bi şeklên tevlihev, rêjeyên aliyên bilind, an kanalên navxweyî dikare dijwar be.
Çareserî:
Optimîzasyona Sêwirana ReaktorêReaktorên CVD bi dînamîkên herikîna gazê û yekrengiya germahiyê yên çêtirînkirî sêwirînin da ku belavkirina yekreng a pêşmadeyan misoger bikin.
Rêkxistina Parametreyên PêvajoyêJi bo zêdekirina belavbûna qonaxa gazê di nav taybetmendiyên tevlihev de, zexta depokirinê, rêjeya herikînê, û konsantrasyona pêşengê bi awayekî baş mîheng bike.
Teslîmkirina pir-qonaxîJi bo ku hûn piştrast bin ku hemî rûber bi têra xwe hatine boyaxkirin, gavên danîna berdewam an jî amûrên zivirî bikar bînin.
V. Pirs û Bersîv
Q1: Cûdahiya bingehîn di navbera CVD SiC û PVD SiC de di sepanên nîvconductor de çi ye?
A: Pêçanên CVD avahiyên krîstal ên stûnî ne ku paqijiya wan ji %99.99 zêdetir e, ji bo jîngehên plazmayê guncaw in; Pêçanên PVD bi piranî amorf/nanokristalîn in ku paqijiya wan ji %99.9 kêmtir e, bi giranî ji bo pêçanên xemilandî têne bikar anîn.
Q2: Germahiya herî zêde ya ku pêçandin dikare li ber xwe bide çi ye?
A: Toleransa demkurt a 1650°C (wek pêvajoya germkirinê), sînorê karanîna demdirêj a 1450°C, derbasbûna ji vê germahiyê dê bibe sedema veguherîna qonaxê ji β-SiC bo α-SiC.
Q3: Rêzeya stûriya pêçandina tîpîk?
A: Pêkhateyên nîvconductor bi piranî 80-150μm in, û pêçanên EBC yên motorên balafiran dikarin bigihîjin 300-500μm.
Q4: Faktorên sereke yên ku bandorê li lêçûnê dikin çi ne?
A: Paqijiya pêşgiran (40%), xerckirina enerjiya alavan (30%), windabûna berhemê (20%). Bihayê yekîneyê yê pêçanên asta bilind dikare bigihîje 5,000 $/kg.
Q5: Pêşkêşkerên sereke yên cîhanî çi ne?
A: Ewropa û Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Asya: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taywan), Scientech (Taywan)
Dema şandinê: Hezîran-09-2025