आधुनिक LPCVD फर्नेस प्रोसेसिंगसाठी SiC कॅन्टिलीव्हर पॅडल का महत्त्वाचे आहे

सेमीकंडक्टर उत्पादन जसजसे लहान डिव्हाइस भूमिती, उच्च वेफर थ्रुपुट आणि अधिकाधिक कठोर प्रदूषण नियंत्रण मानकांकडे विकसित होत आहे, तसतसे थर्मल प्रोसेसिंग उपकरणांना अभूतपूर्व अभियांत्रिकी आव्हानांचा सामना करावा लागत आहे. एलपीसीव्हीडी, थर्मल ऑक्सिडेशन, डोपंट डिफ्यूजन आणि उच्च-तापमान ॲनीलिंग यांसारख्या प्रक्रियांना आता केवळ अधिक अचूक तापमान एकसमानतेचीच नव्हे, तर उपकरणांच्या अधिक कार्यकाळाची, कमी कण निर्मितीची आणि सुधारित प्रक्रिया पुनरावृत्तीक्षमतेचीही आवश्यकता आहे.

प्रक्रिया वायू, भट्टीच्या नळ्या किंवा निक्षेपण रसायनशास्त्राच्या तुलनेत अनेकदा दुर्लक्षित असले तरी, उच्च-तापमानाच्या वातावरणात वेफर्स कसे कार्य करतात हे कॅन्टिलीव्हर पॅडल मूलभूतपणे ठरवते. अनेक प्रगत फॅब्समध्ये, याला आता केवळ एक साधा उपभोग्य घटक न मानता, स्थिर आणि पुनरावर्तनीय सेमीकंडक्टर प्रक्रियेसाठी एक प्रमुख सक्षम करणारी सामग्री मानले जाते.

एसआयसी कॅन्टिलीव्हर पॅडल म्हणजे काय?

एसआयसी कॅन्टिलीव्हर पॅडल हा एक उच्च-शुद्धतेचा सिलिकॉन कार्बाइड संरचनात्मक घटक आहे, जो प्रामुख्याने सेमीकंडक्टर डिफ्यूजन फर्नेस आणि एलपीसीव्हीडी प्रणालींमध्ये वापरला जातो. याची रचना सामान्यतः एका लांब कॅन्टिलीव्हर बीम संरचनेच्या स्वरूपात केली जाते, जी उच्च-तापमान प्रक्रियेदरम्यान क्वार्ट्झ किंवा एसआयसी वेफर बोट्सना आधार देण्यास सक्षम असते.

हा घटक सामान्यतः खालील गोष्टी वापरून तयार केला जातो:

● पुनःस्फटिकीकृत सिलिकॉन कार्बाइड (RSiC)

● रासायनिक बाष्प निक्षेपित सिलिकॉन कार्बाइड (CVD SiC)

● उच्च-घनतेचे अभिक्रिया-बंधित SiC साहित्य

CoorsTek आणि Saint-Gobain Performance Ceramics यांनी प्रकाशित केलेल्या सामग्रीच्या माहितीनुसार, उच्च-शुद्धता असलेल्या SiC सामग्रीमध्ये सामान्यतः खालील गोष्टी आढळतात:

● औष्णिक वाहकता: सामान्य तापमानावर अंदाजे १२०–२०० वॅट/मीटर·केल्विन

● निष्क्रिय वातावरणातील कमाल कार्यकारी तापमान: १६००°C पेक्षा जास्त.

● औष्णिक प्रसरण गुणांक (CTE): अंदाजे 4.0–4.5×10⁻⁶/K.

● HCl, NH₃, O₂ आणि क्लोरीनयुक्त प्रक्रिया रसायनशास्त्राला उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती.

एलपीसीव्हीडी प्रक्रियेमध्ये एसआयसी कॅन्टिलीव्हर पॅडलची भूमिका

सर्व अनुप्रयोगांमध्ये, LPCVD प्रणाली हे SiC कॅन्टिलीव्हर पॅडल्सच्या सर्वात महत्त्वाच्या उपयोगांपैकी एक आहे.

प्रक्रिया जसे की:

● पॉलिसिलिकॉनचे निक्षेपण.

● सिलिकॉन नायट्राइड (Si₃N₄).

● कमी दाबाने ऑक्साईडचे निक्षेपण.

सामान्यतः ५००°C ते ९००°C तापमानात, अनेकदा दीर्घ प्रक्रिया चक्रांत आणि अत्यंत क्रियाशील रासायनिक वातावरणात कार्यरत असतात.

या प्रणालींमध्ये, कॅन्टिलीव्हर पॅडल एकाच वेळी अनेक आवश्यक कार्ये पार पाडते.

सर्वप्रथम, ते फर्नेस ट्यूबमध्ये आत येणाऱ्या आणि बाहेर जाणाऱ्या वेफर बोट्ससाठी स्थिर यांत्रिक वहन पुरवते. आधुनिक उभ्या फर्नेसमध्ये एका बॅचमध्ये शेकडो वेफर्स असू शकत असल्यामुळे, पॅडलच्या अगदी थोड्याशा विकृतीमुळेही वेफरची मांडणी बिघडू शकते, अंतर अस्थिर होऊ शकते किंवा यांत्रिक ताण जमा होऊ शकतो.

दुसरे म्हणजे, पॅडल औष्णिक एकसमानतेमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. SiC च्या उच्च औष्णिक वाहकतेमुळे उष्णता आधार संरचनेवर अधिक समान रीतीने वितरीत होते, ज्यामुळे निक्षेपणाच्या एकसमानतेवर परिणाम करू शकणारे स्थानिक औष्णिक प्रवणता कमी होतात.

तिसरे म्हणजे, कणांची कमी निर्मिती अत्यंत महत्त्वाची आहे. सेमीकंडक्टरचे कण हे उत्पादनक्षमतेत थेट अडथळा ठरतात, विशेषतः प्रगत लॉजिक आणि पॉवर सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये. त्याच्या घन सिरॅमिक संरचनेमुळे आणि तीव्र क्षरण-प्रतिरोधकतेमुळे, उच्च-शुद्धतेचे SiC पारंपरिक सामग्रीच्या तुलनेत कण गळतीचा धोका लक्षणीयरीत्या कमी करते.

प्रगत LPCVD उत्पादन लाइन्समध्ये, पॅडलच्या दीर्घकालीन आयामी स्थिरतेचा थेट परिणाम खालील बाबींवर होतो:

● फिल्मच्या जाडीतील सुसंगतता.

● वेफर-टू-वेफर पुनरावृत्तीक्षमता.

● फर्नेस चालू राहण्याचा कालावधी.

निंगबो व्हीईटी एनर्जी ही आव्हानात्मक सेमीकंडक्टर उत्पादन वातावरणासाठी डिझाइन केलेल्या प्रगत ग्राफाइट, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स आणि सीव्हीडी-कोटेड सेमीकंडक्टर घटकांमध्ये विशेषज्ञ आहे.

कोअर सेमीकंडक्टर उत्पादनांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:

● एसआयसी कॅन्टिलीव्हर पॅडल

● SiC लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर

● एसआयसी लेपित वेफर कॅरियर

● एसआयसी लेपित हाफमून घटक

● कार्बन-कार्बन संयुक्त मुशी

● मऊ ग्राफाइट फेल्ट आणि कडक ग्राफाइट फेल्ट

या उत्पादनांचा वापर खालील क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो:

● एपिटॅक्सी प्रणाली

● एलपीसीव्हीडी रिॲक्टर्स

● विसरण भट्ट्या

● एसआयसी स्फटिक वाढ प्रणाली

● उच्च-तापमान औष्णिक प्रक्रिया उपकरणे.

एसआयसी (SiC) आणि प्रगत पॉवर सेमीकंडक्टर उत्पादनाच्या जलद वाढीमुळे, उच्च-शुद्धता आणि उच्च-स्थिरता असलेल्या फर्नेस घटकांची मागणी सतत वाढत राहील. या संदर्भात, एसआयसी कॅन्टिलीव्हर पॅडल तंत्रज्ञान हे पुढील पिढीच्या सेमीकंडक्टर प्रक्रियेला आधार देणाऱ्या मूलभूत घटकांपैकी एक राहील.