सच्छिद्र सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सची प्रक्रिया आणि गुणधर्म

१. प्रस्तावना

सच्छिद्र सिलिकॉन कार्बाइड (सच्छिद्र SiC) सिरॅमिक्सहे प्रगत सिरेमिक पदार्थ आहेत जे सिलिकॉन कार्बाइडच्या उत्कृष्ट गुणधर्मांना काळजीपूर्वक तयार केलेल्या सच्छिद्र संरचनेसह एकत्र आणतात. घन SiC सिरेमिक्सच्या विपरीत, सच्छिद्र SiC मध्ये एकमेकांशी जोडलेली छिद्रे असतात, जी नियंत्रित पारगम्यता, हलक्या वजनाची रचना, औष्णिक इन्सुलेशन आणि वाढीव द्रव वहन क्षमता यांसारखी अतिरिक्त कार्ये प्रदान करतात.

उत्कृष्ट औष्णिक स्थिरता, रासायनिक प्रतिकारशक्ती आणि यांत्रिक विश्वसनीयता यांमुळे, सच्छिद्र SiC सिरॅमिक्स उच्च-तापमान उद्योगांमध्ये, विशेषतः सेमीकंडक्टर उत्पादनात, अधिकाधिक महत्त्वाचे बनले आहेत, जिथे प्रक्रिया वातावरणात उच्च शुद्धता, क्षरण-प्रतिकारशक्ती आणि दीर्घकालीन कार्यात्मक स्थिरतेची मागणी असते.

II. सच्छिद्र सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सचे भौतिक गुणधर्म

१. उच्च तापमान स्थिरता

सिलिकॉन कार्बाइड त्याच्या मजबूत Si-C सहसंयुजी बंधनामुळे अत्यंत तापमानात उत्कृष्ट कामगिरीसाठी ओळखले जाते. सच्छिद्र SiC उच्च-तापमानाच्या वातावरणात आपली संरचनात्मक अखंडता टिकवून ठेवते, ज्यामुळे ते सेमीकंडक्टर थर्मल प्रोसेसिंग, एपिटॅक्सी सिस्टीम आणि फर्नेसच्या घटकांसाठी उपयुक्त ठरते.

त्याचा कमी औष्णिक प्रसरण गुणांक आणि उत्कृष्ट औष्णिक धक्का प्रतिरोध विकृती कमी करण्यास आणि प्रक्रियेची स्थिरता सुधारण्यास मदत करतात.

२. उत्कृष्ट रासायनिक आणि प्लाझ्मा प्रतिकारशक्ती

सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये क्लोरीन-आधारित वायू, फ्लोरीन प्लाझ्मा आणि उच्च-तापमान प्रतिक्रियाशील वातावरणासह, आक्रमक वायू आणि प्लाझ्मा वातावरणाचा समावेश असतो.

सच्छिद्र SiC सिरेमिक्स खालील गोष्टी देतात:

• उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकता
• उच्च रासायनिक स्थिरता
• प्लाझ्मा क्षरणाला तीव्र प्रतिकार
• कमी दूषिततेची वैशिष्ट्ये

या फायद्यांमुळे सेमीकंडक्टर उपकरणांमधील कणांची निर्मिती कमी होण्यास आणि घटकांचे आयुष्य वाढण्यास मदत होते.

३. नियंत्रित सच्छिद्रता आणि वायू पारगम्यता

सच्छिद्र SiC चा मुख्य फायदा म्हणजे त्याची बदलता येण्याजोगी छिद्र रचना. छिद्रांचा आकार, वितरण आणि जोडणी नियंत्रित करून, उत्पादक यांत्रिक शक्ती आणि पारगम्यता यांच्यातील संतुलन सर्वोत्तम साधू शकतात.

या अद्वितीय वैशिष्ट्यामुळे सच्छिद्र SiC खालीलप्रमाणे कार्य करू शकते:

• वायू प्रसार साहित्य
• गाळण संरचना
• औष्णिक व्यवस्थापन घटक

३. सच्छिद्र सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सचे प्रक्रिया तंत्रज्ञान

सच्छिद्र SiC सिरॅमिक्सची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन पद्धती आणि सूक्ष्मसंरचना डिझाइनवर अवलंबून असते.

कार्बथर्मल रिडक्शन

या पारंपरिक प्रक्रियेमध्ये सिलिकॉनयुक्त पदार्थ आणि कार्बन स्रोतांमधील उच्च-तापमान अभिक्रियांद्वारे सच्छिद्र SiC तयार केले जाते. यामुळे उत्कृष्ट औष्णिक स्थिरतेसह उच्च-शुद्धतेच्या SiC संरचनांची निर्मिती शक्य होते.

द्रव अवस्थेतील सिंटरिंग

लिक्विड-फेज सिंटरिंगमध्ये कणांचे बंधन आणि घनता सुधारण्यासाठी अॅडिटिव्ह्जचा वापर केला जातो. सिंटरिंग तापमान आणि अॅडिटिव्हच्या रासायनिक रचनेत बदल करून, उत्पादक इष्टतम यांत्रिक शक्ती आणि छिद्रांचे वितरण साध्य करू शकतात.

रासायनिक बाष्प अंतःप्रवेश (CVI)

CVI सच्छिद्र संरचनांमध्ये वायुरूप पूर्वगामी पदार्थ टाकते, जिथे अंतर्गत पृष्ठभागांवर SiC चा थर जमा होतो. या पद्धतीमुळे संरचनात्मक मजबुती, शुद्धता आणि उच्च-तापमानातील टिकाऊपणा सुधारतो.

फोमिंग आणि टेम्पलेट पद्धती

फोमिंग आणि टेम्पलेट-आधारित तंत्रज्ञान हे छिद्र-निर्माण करणारे घटक किंवा त्याग करण्यायोग्य टेम्पलेट्स नियंत्रित करून श्रेणीबद्ध छिद्र संरचना तयार करतात. या पद्धती उत्कृष्ट पारगम्यता आणि गरजेनुसार तयार केलेली छिद्र रचना प्रदान करतात.

Ⅳ. सेमीकंडक्टर उत्पादनातील अनुप्रयोग

त्याच्या औष्णिक, रासायनिक आणि संरचनात्मक गुणधर्मांच्या अद्वितीय संयोजनामुळे, सच्छिद्र SiC सिरॅमिक्सचा वापर सेमीकंडक्टर प्रक्रियांमध्ये वाढत्या प्रमाणात केला जात आहे.

गॅस वितरण घटक

CVD, PECVD आणि ALD प्रणालींमध्ये, एकसमान प्रक्रिया वायू प्रवाह साध्य करण्यासाठी आणि फिल्म निक्षेपणाची सुसंगतता सुधारण्यासाठी सच्छिद्र SiC वायू विसारक आणि वितरण प्लेट्स म्हणून काम करू शकते.

प्लाझ्मा प्रक्रिया उपकरणे

प्लाझ्मा एचिंग आणि क्लीनिंग सिस्टीममध्ये, सच्छिद्र SiC घटक क्षरणकारी प्लाझ्मा वातावरणाविरुद्ध उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती देतात, ज्यामुळे कणांचे प्रदूषण कमी होते आणि उपकरणांची विश्वसनीयता सुधारते.

SiC आणि GaN एपिटॅक्सी प्रणाली

तिसऱ्या पिढीच्या सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी, सच्छिद्र SiC उच्च-तापमानाच्या एपिटॅक्सियल वाढीच्या वातावरणात सुधारित औष्णिक व्यवस्थापन आणि प्रक्रिया स्थिरतेसाठी योगदान देते.

वेफर हाताळणीचे घटक

सच्छिद्र SiC व्हॅक्यूम चकआणिवेफर सपोर्ट्सवेफर तपासणी, लिथोग्राफी आणि थर्मल प्रोसेसिंगसाठी उच्च अचूकता, कमी प्रदूषण आणि उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकारशक्ती प्रदान करते.

५. निष्कर्ष

सच्छिद्र सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सउत्क्रांतीचे प्रतिनिधित्व कराSiC साहित्यपारंपरिक संरचनात्मक सिरॅमिक्सपासून कार्यात्मक सेमीकंडक्टर घटकांपर्यंत. प्रगत प्रक्रिया तंत्रज्ञान आणि अचूक छिद्र संरचना नियंत्रणाद्वारे, सच्छिद्र SiC हे मजबुती, पारगम्यता, औष्णिक कार्यक्षमता आणि रासायनिक स्थिरता यांच्यात एक आदर्श संतुलन साधते.

सेमीकंडक्टर उत्पादन जसजसे उच्च तापमान आणि कठोर प्रदूषण नियंत्रणाच्या दिशेने प्रगत होत जाईल, तसतसे सच्छिद्र SiC सिरॅमिक्स अधिकाधिक महत्त्वाची भूमिका बजावतील.सीव्हीडी प्रणाली, प्लाझ्मा प्रक्रिया उपकरणे, वेफर हाताळणी आणि पुढील पिढीतील सेमीकंडक्टर निर्मिती तंत्रज्ञान.