CVDSiC каптоожарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстеринин чектерин таң каларлык темп менен кайра калыптандырууда. Бул жөнөкөй көрүнгөн каптоо технологиясы чип өндүрүшүндөгү бөлүкчөлөрдүн булгануусу, жогорку температурадагы коррозия жана плазма эрозиясынын үч негизги көйгөйүнүн негизги чечими болуп калды. Дүйнөнүн алдыңкы жарым өткөргүч жабдууларын өндүрүүчүлөр аны кийинки муундагы жабдуулар үчүн стандарттык технология катары санап чыгышкан. Демек, бул каптоо чип өндүрүшүнүн "көзгө көрүнбөгөн сооттору" эмне кылат? Бул макалада анын техникалык принциптери, негизги колдонмолору жана эң алдыңкы жетишкендиктери терең талданат.
Ⅰ. CVD SiC каптоо аныктамасы
CVD SiC каптоо химиялык буу туташтыруу (CVD) процесси аркылуу субстраттын үстүнө салынган кремний карбидинин (SiC) коргоочу катмарын билдирет. Кремний карбиди - кремний менен көмүртектин кошулмасы, анын эң сонун катуулугу, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгү, химиялык инерттүүлүгү жана жогорку температурага туруктуулугу менен белгилүү. CVD технологиясы жогорку тазалыктагы, тыгыз жана бирдей калыңдыктагы SiC катмарын түзө алат жана татаал геометрияларга өтө ылайыктуу болушу мүмкүн. Бул CVD SiC каптоолорун салттуу жапырт материалдар же башка каптоо ыкмалары менен канааттандырылбаган талап кылынган колдонмолор үчүн абдан ылайыктуу кылат.
Ⅱ. CVD процессинин принциби
Химиялык бууларды түшүрүү (CVD) жогорку сапаттагы, жогорку натыйжалуу катуу материалдарды өндүрүү үчүн колдонулган ар тараптуу өндүрүш ыкмасы. CVD негизги принциби катуу каптоо пайда кылуу үчүн ысытылган субстраттын бетиндеги газ түрүндөгү прекурсорлордун реакциясын камтыйт.
Бул жерде SiC CVD процессинин жөнөкөйлөштүрүлгөн бөлүштүрүлүшү:
CVD процессинин принцип диаграммасы
1. Прекурсордун киришүүсү: Газ түрүндөгү прекурсорлор, адатта кремний камтыган газдар (мисалы, метилрихлоросилан – МТС, же силан – SiH₄) жана көмүртек камтыган газдар (мисалы, пропан – C₃H₈) реакция камерасына киргизилет.
2. Газ жеткирүү: Бул прекурсордук газдар ысытылган субстраттын үстүнөн агып өтөт.
3. Адсорбция: Прекурсордун молекулалары ысык субстраттын бетине адсорбцияланат.
4. Беттик реакция: Жогорку температурада адсорбцияланган молекулалар химиялык реакцияларга дуушар болушат, натыйжада прекурсор ажырайт жана катуу SiC пленкасы пайда болот. Кошумча продуктулар газ түрүндө чыгарылат.
5. Десорбция жана чыгаруу: Газ түрүндөгү кошумча продуктулар бетинен десорбцияланып, андан кийин камерадан чыгып кетет. Температураны, басымды, газдын агымынын ылдамдыгын жана прекурсордун концентрациясын так башкаруу калыңдыгын, тазалыгын, кристаллдуулугун жана адгезиясын камтыган пленканын каалаган касиеттерине жетүү үчүн абдан маанилүү.
Ⅲ. Жарым өткөргүч процесстеринде CVD SiC каптоолорун колдонуу
CVD SiC жабуулары жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө зарыл болуп саналат, анткени алардын уникалдуу касиеттери айкалышы өндүрүш чөйрөсүнүн экстремалдык шарттарына жана катуу тазалык талаптарына түздөн-түз жооп берет. Алар плазманын коррозиясына, химиялык чабуулга жана бөлүкчөлөрдүн пайда болушуна туруктуулукту күчөтөт, мунун баары пластинанын түшүмдүүлүгүн жана жабдуулардын иштөө убактысын максималдуу жогорулатуу үчүн маанилүү.
Төмөндө кээ бир жалпы CVD SiC капталган бөлүктөрү жана аларды колдонуу сценарийлери келтирилген:
1. Плазма сызгыч камерасы жана фокус шакеги
Продукциялар: CVD SiC капталган лайнерлер, душ кабиналары, сезгичтер жана фокус шакекчелери.
Колдонмо: Плазма менен оюп, жогорку активдүү плазма вафли материалдарды тандап алуу үчүн колдонулат. Капталбаган же азыраак бышык материалдар тез бузулат, натыйжада бөлүкчөлөрдүн булганышы жана тез-тез иштебей калуулары пайда болот. CVD SiC каптамалары агрессивдүү плазмалык химиялык заттарга (мисалы, фтор, хлор, бром плазмаларына) эң сонун туруктуулукка ээ, камеранын негизги компоненттеринин иштөө мөөнөтүн узартат жана бөлүкчөлөрдүн генерациясын азайтат, бул пластинанын түшүмүн түздөн-түз жогорулатат.
2.PECVD жана HDPCVD камералары
Продукциялар: CVD SiC капталган реакция камералары жана электроддор.
Тиркемелер: Плазманын жакшыртылган химиялык буу катмары (PECVD) жана жогорку тыгыздыктагы плазма CVD (HDPCVD) жука пленкаларды (мисалы, диэлектрдик катмарлар, пассивация катмарлары) салуу үчүн колдонулат. Бул процесстер катаал плазма чөйрөсүн да камтыйт. CVD SiC каптамалары камеранын дубалдарын жана электроддорду эрозиядан коргоп, пленканын ырааттуу сапатын камсыз кылат жана кемчиликтерди азайтат.
3. Иондук имплантациялоочу аппаратура
Продукциялар: CVD SiC капталган нур сызык компоненттери (мисалы, апертуралар, Фарадей чөйчөктөрү).
Тиркемелер: Иондук имплантация жарым өткөргүч субстраттарга кошумча иондорду киргизет. Жогорку энергиялуу иондук нурлар чачыратууга жана ачык калган компоненттердин эрозиясына алып келиши мүмкүн. CVD SiC катуулугу жана жогорку тазалыгы нур линиясынын компоненттеринен бөлүкчөлөрдүн пайда болушун азайтып, бул маанилүү допинг баскычында пластинкалардын булганышын алдын алат.
4. Эпитаксиалдык реактордун компоненттери
Продукциялар: CVD SiC капталган сезгичтери жана газ бөлүштүргүчтөрү.
Тиркемелер: Эпитаксиалдык өсүш (ЭПИ) жогорку температурада субстратта өтө иреттелген кристаллдык катмарларды өстүрүүнү камтыйт. CVD SiC капталган сезгичтери жогорку температурада эң сонун термикалык туруктуулукту жана химиялык инерттүүлүктү сунуштайт, бул бир калыпта ысытууну камсыз кылат жана сезгичтин өзүнүн булганышын алдын алат, бул жогорку сапаттагы эпитаксиалдык катмарларга жетишүү үчүн маанилүү.
Чиптердин геометриялары кичирейип, процесстерге болгон талаптар күчөгөн сайын, жогорку сапаттагы CVD SiC каптоо менен камсыздоочуларга жана CVD каптоо өндүрүүчүлөрүнө суроо-талап өсүүдө.
IV. CVD SiC каптоо процессинин кандай кыйынчылыктары бар?
CVD SiC каптоосунун чоң артыкчылыктарына карабастан, аны өндүрүү жана колдонуу дагы эле кээ бир процесстик кыйынчылыктарга туш келет. Бул милдеттерди чечуу стабилдуу иштввгв жана рентабелдуулукке жетишуунун ачкычы болуп саналат.
Кыйынчылыктар:
1. Субстратка адгезия
SiC ар кандай субстраттык материалдарга (мисалы, графит, кремний, керамика) күчтүү жана бирдей адгезияга жетүү үчүн, жылуулук кеңейүү коэффициенттериндеги жана беттик энергиядагы айырмачылыктардан улам кыйын болушу мүмкүн. Начар адгезия жылуулук циклинде же механикалык стресс учурунда деламинацияга алып келиши мүмкүн.
Чечимдер:
Бетти даярдоо: Булгоочу заттарды жок кылуу жана бириктирүү үчүн оптималдуу бетти түзүү үчүн субстраттын кылдаттык менен тазалоо жана үстүн тазалоо (мисалы, оюу, плазма менен дарылоо).
Interlayer: Термикалык кеңейүүнүн дал келбестигин басаңдатуу жана адгезияга көмөктөшүү үчүн ичке жана ылайыкташтырылган катмар аралык катмарды же буфердик катмарды (мисалы, пиролиттик көмүртек, TaC – белгилүү колдонмолордогу CVD TaC каптоосуна окшош) салыңыз.
Депозиттик параметрлерди оптималдаштыруу: SiC пленкаларынын нуклеациясын жана өсүшүн оптималдаштыруу жана күчтүү фазалар аралык байланышты жайылтуу үчүн чөкүү температурасын, басымды жана газдын катышын кылдат көзөмөлдөңүз.
2. Тасманын стресси жана крекинг
Чөктүрүүдө же андан кийинки муздатууда SiC пленкаларында калдык чыңалуулар пайда болушу мүмкүн, бул, өзгөчө чоңураак же татаал геометрияларда крекингди же ийрүүнү пайда кылат.
Чечимдер:
Температураны көзөмөлдөө: Термикалык соккуну жана стрессти азайтуу үчүн жылытуу жана муздатуу ылдамдыгын так көзөмөлдөңүз.
Градиент каптоо: Стресске туруштук берүү үчүн материалдык курамын же структурасын акырындык менен өзгөртүү үчүн көп катмарлуу же градиенттүү каптоо ыкмаларын колдонуңуз.
Пост-депозитациялоо: Калган стрессти жок кылуу жана пленканын бүтүндүгүн жакшыртуу үчүн капталган бөлүктөрүн жылдырыңыз.
3. Комплекстүү геометриялар боюнча шайкештик жана бирдейлик
Татаал формадагы, жогорку пропорциядагы же ички каналдардагы бөлүктөргө бирдей калың жана конформдык каптамаларды салуу прекурсорлордун диффузиясынын жана реакция кинетикасынын чектөөлөрүнөн улам кыйын болушу мүмкүн.
Чечимдер:
Реактордун дизайнын оптималдаштыруу: Прекурсорлордун бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылуу үчүн оптималдаштырылган газ агымынын динамикасы жана температуранын бирдейлиги менен CVD реакторлорун долбоорлоо.
Процесс параметрин тууралоо: Татаал өзгөчөлүктөргө газ фазасынын диффузиясын күчөтүү үчүн тундурма басымын, агымдын ылдамдыгын жана прекурсордун концентрациясын жакшылап тууралаңыз.
Көп этаптуу түшүрүү: Бардык беттердин адекваттуу капталганын камсыз кылуу үчүн үзгүлтүксүз түшүрүү кадамдарын же айлануучу түзүлүштөрдү колдонуңуз.
V. Көп берилүүчү суроолор
Q1: Жарым өткөргүч колдонмолорунда CVD SiC менен PVD SiCтин негизги айырмасы эмнеде?
A: CVD каптоо плазма чөйрө үчүн ылайыктуу> 99,99% тазалыгы менен мамычалык кристалл структуралар болуп саналат; PVD жабуулары негизинен аморфтук/нанокристаллдуу, тазалыгы <99,9%, негизинен кооздук каптоо үчүн колдонулат.
Q2: жабуу туруштук бере ала турган максималдуу температура деген эмне?
Ж: Кыска мөөнөттүү 1650°C толеранттуулук (мисалы, күйгүзүү процесси), узак мөөнөттүү колдонуу чеги 1450°C, бул температурадан ашып кетүү β-SiCден α-SiCге фазалык өтүүнү шарттайт.
Q3: типтүү жабуунун жоондугу диапазону?
A: Жарым өткөргүч компоненттери негизинен 80-150μm, ал эми учак кыймылдаткычы EBC каптоо 300-500μm жетиши мүмкүн.
Q4: Наркы таасир этүүчү негизги факторлор кайсылар?
A: Прекурсордун тазалыгы (40%), жабдуулардын энергияны сарптоосу (30%), түшүмдү жоготуу (20%). Жогорку класстагы жабуунун бирдиги баасы 5000 доллар/кг жетиши мүмкүн.
Q5: негизги дүйнөлүк жеткирүүчүлөр кайсылар?
A: Европа жана Америка Кошмо Штаттары: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Азия: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Тайван), Scientech (Тайвань)
Посттун убактысы: 09-09-2025