PECVD завийг хэрхэн сонгох, ашиглах, арчлах вэ?

1. PECVD завь гэж юу вэ?

1.1 Тодорхойлолт ба үндсэн чиг үүрэг

PECVD завь (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) нь PECVD процесст өрмөнцөр эсвэл субстрат зөөвөрлөхөд ашигладаг үндсэн хэрэгсэл юм. Энэ нь өндөр температурт (300-600 ° C), плазмаар идэвхжсэн, идэмхий хий (SiH₄, NH₃ гэх мэт) орчинд тогтвортой ажиллах шаардлагатай. Үүний үндсэн функцууд нь:

● Нарийвчлалтай байрлал: хавтанцар хоорондын зайг жигд байлгаж, бүрхүүлд хөндлөнгөөс оролцохоос сэргийлнэ.
● Дулааны талбайн хяналт: температурын хуваарилалтыг оновчтой болгож, хальсны жигд байдлыг сайжруулна.
● Бохирдолын эсрэг хаалт: Металл бохирдох эрсдэлийг бууруулахын тулд төхөөрөмжийн хөндийгөөс плазмыг тусгаарлана.

1.2 Ердийн бүтэц, материал

Материалын сонголт:

● Графит завь (үндсэн сонголт): өндөр дулаан дамжуулалт, өндөр температурт тэсвэртэй, хямд өртөгтэй боловч хийн зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд бүрэх шаардлагатай.
●Кварц завь: Хэт өндөр цэвэршилттэй, химийн тэсвэртэй, гэхдээ маш хэврэг, үнэтэй.
●Керамик (Al₂O₃ гэх мэт): элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр давтамжийн үйлдвэрлэлд тохиромжтой, гэхдээ дулаан дамжуулалт муу.

Загварын гол онцлогууд:

● Слот хоорондын зай: Өргөсний зузааныг тааруулна уу (0.3-1мм хүлцэл гэх мэт).
●Агаарын урсгалын нүхний дизайн: урвалын хийн хуваарилалтыг оновчтой болгож, ирмэгийн нөлөөг багасгах.
●Гадаргуугийн бүрээс: Үйлчилгээний хугацааг уртасгахын тулд нийтлэг SiC, TaC эсвэл DLC (алмаз шиг нүүрстөрөгч) бүрэх.

2. Бид яагаад PECVD завины гүйцэтгэлд анхаарлаа хандуулах ёстой вэ?

2.1 Процессын ургацад шууд нөлөөлдөг дөрвөн үндсэн хүчин зүйл

✔ Бохирдлын хяналт:
Завины их бие дэх хольц (Fe, Na гэх мэт) нь өндөр температурт ууршдаг бөгөөд энэ нь хальсанд цоорхой эсвэл урсац үүсгэдэг.
Бүрхүүлийг хальслах нь тоосонцорыг нэвтрүүлж, бүрхүүлийн согогийг үүсгэдэг (жишээлбэл, 0.3μm-ээс их хэмжээтэй хэсгүүд нь батерейны үр ашгийг 0.5% -иар бууруулахад хүргэдэг).

✔ Дулааны талбайн жигд байдал:
PECVD графит завины дулаан дамжуулалт жигд бус байгаа нь хальсны зузаанын зөрүүг үүсгэдэг (жишээлбэл, ±5% -ийн жигд байдлын шаардлагад температурын зөрүү 10 ° C-аас бага байх шаардлагатай).

✔ Плазмын нийцтэй байдал:
Зохисгүй материал нь хэвийн бус ялгадас үүсгэж, хавтан эсвэл төхөөрөмжийн электродыг гэмтээж болно.

✔ Үйлчилгээний хугацаа, өртөг:
Чанар муутай завины их биеийг байнга солих шаардлагатай (жишээ нь сард нэг удаа), жилийн засвар үйлчилгээний зардал өндөр байдаг.

3. PECVD завийг хэрхэн сонгох, ашиглах, арчлах вэ?

3.1 Гурван шатлалт сонголтын арга

Алхам 1: Процессын параметрүүдийг тодруулах

● Температурын хүрээ: Графит + SiC бүрээсийг 450 ° C-аас доош температурт сонгож болно, 600 ° C-аас дээш температурт кварц эсвэл керамик шаардлагатай.
●Хийн төрөл: Cl2 ба F- зэрэг идэмхий хий агуулсан тохиолдолд өндөр нягтралтай бүрээсийг ашиглах шаардлагатай.
●Өргөст ялтсын хэмжээ: 8 инч/12 инчийн завины бүтцийн бат бэх нь мэдэгдэхүйц ялгаатай бөгөөд зорилтот загвар шаарддаг.

Алхам 2: Гүйцэтгэлийн хэмжүүрийг үнэлэх

Гол хэмжүүрүүд:

●Гадаргуугийн барзгар байдал (Ra): ≤0.8μm (харьцах гадаргуу ≤0.4μm байх шаардлагатай)
●Бүрэх бат бэх: ≥15МПа（ASTM C633 стандарт)
●Өндөр температурын хэв гажилт (600℃): ≤0.1мм/м (24 цагийн туршилт)

Алхам 3: Тохиромжтой эсэхийг шалгана уу

● Тоног төхөөрөмж таарах: AMAT Centura, centrotherm PECVD гэх мэт үндсэн загваруудаар интерфейсийн хэмжээг баталгаажуулна уу.
● Туршилтын үйлдвэрлэлийн туршилт: Бүрхүүлгийн жигд байдлыг шалгахын тулд 50-100 ширхэг жижиг багцын туршилт хийхийг зөвлөж байна (кино зузаанын стандарт хазайлт <3%).

3.2 Ашиглалтын болон засвар үйлчилгээний шилдэг туршлага

Үйл ажиллагааны үзүүлэлтүүд:

✔Урьдчилан цэвэрлэх үйл явц:

● Эхний хэрэглээний өмнө Шинжоуг 30 минутын турш Ар плазмаар бөмбөгдөж, гадаргуу дээр шингэсэн бохирдлыг арилгах хэрэгтэй.

●Багц бүрийн дараа SC1 (NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5)-ийг органик үлдэгдлийг зайлуулах зорилгоор цэвэрлэнэ.

✔ Хорио цээрийг ачаалж байна:

●Хэт ачаалахыг хориглоно (жишээлбэл, хамгийн их хүчин чадал нь 50 ширхэг байхаар төлөвлөгдсөн боловч өргөтгөх зайг нөөцлөхийн тулд бодит ачаалал ≤ 45 ширхэг байх ёстой).

●Плазмын ирмэгийн нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хавтангийн ирмэг нь завины савны төгсгөлөөс ≥2мм зайтай байх ёстой.

✔ Амьдралыг уртасгах зөвлөмжүүд

● Бүрээсний засвар: Гадаргуугийн барзгаржилт Ra＞1.2μm үед CVD-ээр SiC бүрээсийг дахин хийж болно (өртөг нь солихоос 40%-иар бага).

✔ Тогтмол шинжилгээ:

● Сар бүр: Цагаан гэрлийн интерферометр ашиглан бүрхүүлийн бүрэн бүтэн байдлыг шалгана.
●Улирал тутам: XRD-ээр завины талсжилтын зэрэгт дүн шинжилгээ хийх (болор фаз нь > 5% -тай кварц хавтанцар завь солих шаардлагатай).

4. Нийтлэг асуудал юу вэ?

Асуулт 1: чадах ууPECVD завьLPCVD процесст ашиглах уу?

Х: Зөвлөмжгүй! LPCVD нь илүү өндөр температуртай (ихэвчлэн 800-1100 ° C) бөгөөд хийн өндөр даралтыг тэсвэрлэх шаардлагатай байдаг. Энэ нь температурын өөрчлөлтөд илүү тэсвэртэй материалыг (изостатик бал чулуу гэх мэт) ашиглахыг шаарддаг бөгөөд үүрний дизайн нь дулааны тэлэлтийн нөхөн олговрыг авч үзэх шаардлагатай.
Асуулт 2: Завины их бие бүтэлгүйтсэн эсэхийг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Хариулт: Дараах шинж тэмдэг илэрвэл шууд хэрэглэхээ зогсоо.
Хагарал эсвэл бүрхүүлийн хальс нь нүцгэн нүдэнд харагдана.
Гурван дараалсан багцын хувьд вафель бүрэх жигд байдлын стандарт хазайлт >5% байна.
Технологийн камерын вакуум зэрэг нь 10 гаруй хувиар буурсан.

Асуулт 3: Графит завь ба кварц завь, хэрхэн сонгох вэ?

Дүгнэлт: Бал чулуун завь нь олноор үйлдвэрлэх хувилбаруудад илүүд үздэг бол кварц завь нь шинжлэх ухааны судалгаа/тусгай процесст зориулагдсан байдаг.

Дүгнэлт:

ХэдийгээрPECVD завьЭнэ нь үндсэн тоног төхөөрөмж биш, процессын тогтвортой байдлын "чимээгүй хамгаалагч" юм. Сонголтоос эхлээд засвар үйлчилгээ хүртэл бүх нарийн ширийн зүйл нь ургацыг сайжруулах гол амжилтын цэг болж чадна. Энэхүү гарын авлага нь танд техникийн манан руу нэвтэрч, зардлыг бууруулах, үр ашгийг дээшлүүлэх оновчтой шийдлийг олоход тусална гэж найдаж байна!