Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд өндөр температурт дулааны боловсруулалт нь исэлдэлт, диффузи, шарах, LPCVD тунадасжуулах зэрэг вафли үйлдвэрлэх үе шатуудад зайлшгүй шаардлагатай. Эдгээр процессуудыг ихэвчлэн 800°C-1200°C хооронд ажилладаг хагас дамжуулагч зуухны системд гүйцэтгэдэг бөгөөд температурын тогтвортой байдал, бохирдлын хяналт, хийн жигд байдал нь вафлины гарц болон төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг.
Зуухны чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дунд,SiC диффузийн хоолой— мөн цахиурын карбидын диффузийн хоолой буюу SiC зуухны хоолой гэгддэг — тогтвортой процессын орчныг хадгалахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Уламжлалт кварц зуухны хоолойтой харьцуулахад SiC диффузийн хоолой нь илүү өндөр дулаан дамжуулалт, илүү сайн механик бат бөх чанар, хатуу хагас дамжуулагч химийн бодисуудад илүү сайн тэсвэртэй байдлыг хангадаг тул дэвшилтэт хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд улам бүр чухал болж байна.
SiC диффузийн хоолой гэж юу вэ?
SiC диффузийн хоолой нь хагас дамжуулагч диффузийн болон LPCVD зуухны системд ашиглагддаг цилиндр хэлбэртэй өндөр температурт керамик камер юм. Үүний үндсэн үүрэг нь вафли боловсруулах цэвэр, дулааны хувьд тогтвортой орчин бүрдүүлэх явдал юм.
Ашиглалтын явцад цахиурын вафлигаар дүүргэсэн вафли завийг хоолой дотор байрлуулж, харин боловсруулалтын хий нь сайтар хянасан температурын нөхцөлд камераар урсдаг. Диффузийн хоолой нь дараахь зүйлийг хадгалахад тусалдаг:
●Дулааны тогтвортой тархалт
●Хийн урсгал жигд
● Бага хэмжээний тоосонцрын бохирдол
●Хяналттай химийн урвалууд
SiC диффузийн хоолойг дараахь зүйлд өргөн ашигладаг.
●Хагас дамжуулагч диффузийн зуух
●LPCVD зуухны системүүд
●Дулааны исэлдэлтийн тоног төхөөрөмж
●Халуунжуулалтын систем
Ердийн хэрэглээнд дараахь зүйлс орно:
● Цахиурын исэлдэлт
●Фосфорын тархалт
●Борын тархалт
● Полисиликон тунадасжуулалт
● Цахиурын нитридийн тунадасжилт
Орчин үеийн үйлдвэрүүдэд зуухны процессын жигд байдлын шаардлага маш хатуу байдаг. Жишээлбэл, дэвшилтэт LPCVD процессууд нь зуухны бүсэд ±1°C-аас ±3°C хооронд вафлийн температурын жигд байдлыг шаардаж болно. Диффузийн хоолойн дулааны гүйцэтгэл нь энэ чадварт шууд нөлөөлдөг.
Яагаад цахиурын карбид (SiC)-ийг диффузийн хоолойд ашигладаг вэ?
Цахиурын карбидын диффузийн хоолойн хэрэглээ улам бүр нэмэгдэж байгаа нь өндөр температурын хагас дамжуулагч процессын нөхцөлд SiC-ийн онцгой материалын шинж чанараас үүдэлтэй юм.
Хамгийн чухал давуу талуудын нэг бол дулааны тогтвортой байдал юм. SiC нь давтан дулааны мөчлөгийн үед бүтцийн бат бөх бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахын зэрэгцээ 1200°C-аас дээш температурт тасралтгүй ажиллах боломжтой.
Өөр нэг гол давуу тал нь дулаан дамжуулалт юм. SiC-ийн дулаан дамжуулалт нь ихэвчлэн дараах байдалтай байдаг.
● Өндөр цэвэршилттэй SiC-д зориулсан 120–200 Вт/м·К
●Кварцтай харьцуулахад ердөө ~1.4 Вт/м·К
Энэхүү мэдэгдэхүйц ялгаа нь зуухны дотор илүү хурдан, жигд дулаан дамжуулалтыг бий болгож, вафли хоорондын процессын тогтвортой байдлыг сайжруулахад тусалдаг.
SiC нь мөн дараахь зүйлийг хангадаг.
●Хлор болон фтор дээр суурилсан хийд маш сайн тэсвэртэй
●Кварцаас илүү механик бат бөх
●Дулааны цочролд илүү тэсвэртэй
●Урт үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн үед деформацийн эрсдэл багатай
Эдгээр шинж чанарууд нь SiC зуухны хоолойг урт хугацааны ажиллах хугацаа, тогтвортой процессын давтагдах чадвар чухал ач холбогдолтой дэвшилтэт хагас дамжуулагч дулааны боловсруулалтын орчинд онцгой тохиромжтой болгодог.
SiC диффузийн хоолойн бүтэц ба дизайны онцлогууд
Ихэнх хагас дамжуулагч SiC диффузийн хоолойнууд нь босоо эсвэл хэвтээ зуухны системд оновчтой болгосон нарийн цилиндр хэлбэртэй загвартай байдаг.
Энгийн үйлдвэрлэлийн керамик хоолойноос ялгаатай нь хагас дамжуулагч зэрэглэлийн SiC хоолой нь маш хатуу үйлдвэрлэлийн хүлцэл шаарддаг, учир нь жижиг хэмжээст өөрчлөлтүүд нь дараахь зүйлд нөлөөлж болно.
●Хийн ашиглалтын хугацаа
●Дулааны тархалт
●Ваферын зай
●Туналтын жигд байдал
Дотоод гадаргуугийн чанар бас маш чухал юм. Гөлгөр, өндөр цэвэршилттэй гадаргуу нь дараахь зүйлийг багасгахад тусалдаг.
● Бөөмсийн үүсэлт
● Боловсруулалтын үлдэгдэл хуримтлагдах
●Металлын бохирдол
Зарим дэвшилтэт зуухны хоолойнууд нь зэврэлтээс хамгаалах чадвар болон гадаргуугийн цэвэр байдлыг сайжруулахын тулд CVD SiC бүрхүүлийг ашигладаг.
Ханын зузаан болон бүтцийн дизайн нь дулааны үр ашгийг механик бат бөх чанараар тэнцвэржүүлэх ёстой. Хагас дамжуулагч боловсруулах явцад зуухны хоолойнууд ашиглалтын хугацаандаа хэдэн зуун эсвэл бүр хэдэн мянган халаалт, хөргөлтийн мөчлөгийг туулж болно.
Хагас дамжуулагч процесст SiC диффузийн хоолойн үүрэг
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд SiC диффузийн хоолой нь зөвхөн физик камер биш харин процессын тогтвортой байдал болон вафлийн чанарт шууд нөлөөлдөг.
Дулааны исэлдэлтийн процесст хоолой нь хүчилтөрөгчийн жигд урсгал болон температурын тогтвортой байдлыг хадгалахад тусалдаг бөгөөд энэ нь өндөр чанартай исэлдсэн хальс үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
Диффузийн процесст SiC хоолой доторх тогтвортой хийн урсгал нь фосфор эсвэл борын диффузийн хольцын зөв тархалтыг дэмждэг.
Полисиликон болон цахиурын нитридийн тунадасжуулалт гэх мэт LPCVD хэрэглээнд SiC-ийн дулаан дамжуулалт нь вафлийн багцын дагуу хальсны зузааны жигд байдлыг сайжруулахад тусалдаг.
SiC диффузийн хоолойн нийтлэг асуудлууд
SiC нь маш сайн бат бөх чанарыг санал болгодог ч хагас дамжуулагчийн процессын нөхцөлд диффузийн хоолойнууд удаан хугацаанд элэгдэлд ордог хэвээр байна.
Нэг нийтлэг асуудал бол гадаргуугийн хөгшрөлт эсвэл процессын үлдэгдэл хуримтлагдсанаас үүдэлтэй бөөмсийн бохирдол юм. Цаг хугацаа өнгөрөхөд өндөр температурт химийн бодисуудад дахин дахин өртөх нь дотоод гадаргууг аажмаар барзгар болгож, бохирдлын эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.
Дулааны хагарал нь бас нэг бэрхшээл юм. Температурын огцом өсөлт эсвэл жигд бус вафлийн ачаалал нь дулааны стресс үүсгэж, улмаар бичил хагарал эсвэл бүтцийн эвдрэлд хүргэж болзошгүй.
Галоген дээр суурилсан түрэмгий цэвэрлэгээний орчинд химийн элэгдэл үүсч болно. Фтор агуулсан хийд удаан хугацаагаар өртөх нь хоолойн гадаргууг аажмаар доройтуулж, процессын тогтвортой байдалд нөлөөлдөг.
Үйлдвэрлэлийн орчинд эдгээр асуудлууд дараахь зүйлийг үүсгэж болзошгүй.
●Температурын хэлбэлзэл
●Киноны жигд бус байдал
●Бөөмийн тоо хэмжээ нэмэгдэх
●Процессын давтагдах чадвар буурсан
Ийм учраас хагас дамжуулагч үйлдвэрүүд зуухны хоолойн ажиллагааг тогтмол мэргэшүүлэх болон урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний хөтөлбөрөөр хянадаг.
Засвар үйлчилгээ болон насан туршийн менежмент
Ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд зохих засвар үйлчилгээ хийх нь чухал юмSiC зуухны хоолойнуудмөн хагас дамжуулагч процессын тогтвортой гүйцэтгэлийг хадгалах.
Ихэнх үйлдвэрүүд дараахь зүйлийг багтаасан хуваарьт үзлэгийн мөчлөгийг хэрэгжүүлдэг.
●Харааны гадаргуугийн үзлэг
● Бөөмийн чиг хандлагын хяналт
● Зуухны чанарын шалгалт
●Дулааны жигд байдлын баталгаажуулалт
Цэвэрлэгээний аргуудад нойтон химийн цэвэрлэгээ эсвэл үйл явцын үлдэгдлийг зайлуулахын тулд өндөр температурт жигнэх боловсруулалт орно.
Өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд диффузийн хоолойг солих нь ихэвчлэн дараахь зүйл дээр суурилдаг.
●Үйл явцын цаг
●Дулааны мөчлөгийн тоо
● Бөөмийн гүйцэтгэл
●Мэргэшлийн хязгаар
Үйлдвэрүүд нь харагдахуйц гэмтэл хүлээхийн оронд ихэвчлэн процессын шилжилт нь хавтангийн гарцад нөлөөлөхөөс өмнө зуухны хоолойг сольдог.
Хагас дамжуулагч технологи нь жижиг процессын зангилаа болон илүү их шаарддаг дулааны хэрэглээ рүү чиглэхийн хэрээр найдвартай байдлын ач холбогдол нэмэгдэж байнацахиурын карбидын диффузийн хоолойцаашид ч өсөх болно. Тогтвортой дулааны боловсруулалт, бага бохирдол, урт хугацааны зуухны найдвартай байдлыг дэмжих чадвар нь орчин үеийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 5-р сарын 8