X'inhu l-Kisi tas-SiC bis-CVD?

CVDKisi tas-SiCqed tfassal mill-ġdid il-limiti tal-proċessi tal-manifattura tas-semikondutturi b'rata tal-għaġeb. Din it-teknoloġija ta' kisi li tidher sempliċi saret soluzzjoni ewlenija għat-tliet sfidi ewlenin tal-kontaminazzjoni tal-partiċelli, il-korrużjoni f'temperatura għolja u l-erożjoni tal-plażma fil-manifattura taċ-ċipep. L-aqwa manifatturi tad-dinja tat-tagħmir tas-semikondutturi elenkawha bħala teknoloġija standard għat-tagħmir tal-ġenerazzjoni li jmiss. Allura, x'jagħmel dan il-kisi l-"armatura inviżibbli" tal-manifattura taċ-ċipep? Dan l-artikolu se janalizza fil-fond il-prinċipji tekniċi tiegħu, l-applikazzjonijiet ewlenin u l-avvanzi avvanzati.

Ⅰ. Definizzjoni ta' kisi tas-SiC bis-CVD

Il-kisi CVD SiC jirreferi għal saff protettiv ta' karbur tas-silikon (SiC) depożitat fuq sottostrat permezz ta' proċess ta' depożizzjoni kimika bil-fwar (CVD). Il-karbur tas-silikon huwa kompost ta' silikon u karbonju, magħruf għall-ebusija eċċellenti tiegħu, il-konduttività termali għolja, l-inerzja kimika u r-reżistenza għat-temperatura għolja. It-teknoloġija CVD tista' tifforma saff SiC ta' purità għolja, dens u ħxuna uniformi, u tista' tkun konformi ħafna ma' ġeometriji kumplessi. Dan jagħmel il-kisi CVD SiC adattat ħafna għal applikazzjonijiet impenjattivi li ma jistgħux jintlaħqu minn materjali tradizzjonali bl-ingrossa jew metodi oħra ta' kisi.

Ⅱ. Prinċipju tal-proċess CVD

Id-depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD) hija metodu ta' manifattura versatili użat biex jipproduċi materjali solidi ta' kwalità għolja u prestazzjoni għolja. Il-prinċipju ewlieni tas-CVD jinvolvi r-reazzjoni ta' prekursuri gassużi fuq il-wiċċ ta' sottostrat imsaħħan biex jiffurmaw kisi solidu.

Hawnhekk hawn tqassim simplifikat tal-proċess tas-SiC CVD:

Dijagramma tal-prinċipju tal-proċess CVD

1. Introduzzjoni tal-prekursurPrekursuri gassużi, tipikament gassijiet li fihom is-silikon (eż., methyltrichlorosilane – MTS, jew silane – SiH₄) u gassijiet li fihom il-karbonju (eż., propan – C₃H₈), jiġu introdotti fil-kompartiment tar-reazzjoni.

2. Kunsinna tal-gassDawn il-gassijiet prekursuri jiċċirkolaw fuq is-sottostrat imsaħħan.

3. AdsorbimentIl-molekuli prekursuri jassorbu mal-wiċċ tas-sottostrat sħun.

4. Reazzjoni tal-wiċċF'temperaturi għoljin, il-molekuli assorbiti jgħaddu minn reazzjonijiet kimiċi, li jirriżultaw fid-dekompożizzjoni tal-prekursur u l-formazzjoni ta' film solidu tas-SiC. Il-prodotti sekondarji jiġu rilaxxati fil-forma ta' gassijiet.

5. Desorbiment u exhaustProdotti sekondarji gassużi jiġu desorbiti mill-wiċċ u mbagħad joħorġu mill-kompartiment. Kontroll preċiż tat-temperatura, il-pressjoni, ir-rata tal-fluss tal-gass u l-konċentrazzjoni tal-prekursur huwa kritiku biex jinkisbu l-proprjetajiet mixtieqa tal-film, inklużi l-ħxuna, il-purità, il-kristallinità u l-adeżjoni.

Ⅲ. Użi ta' Kisi tas-SiC tas-CVD fi Proċessi tas-Semikondutturi

Il-kisi tas-SiC tas-CVD huwa indispensabbli fil-manifattura tas-semikondutturi għaliex il-kombinazzjoni unika ta' proprjetajiet tagħhom tissodisfa direttament il-kundizzjonijiet estremi u r-rekwiżiti stretti ta' purità tal-ambjent tal-manifattura. Huma jtejbu r-reżistenza għall-korrużjoni tal-plażma, l-attakk kimiku, u l-ġenerazzjoni ta' partiċelli, li kollha huma kritiċi biex jiġi massimizzat ir-rendiment tal-wejfer u l-ħin ta' tħaddim tat-tagħmir.

Dawn li ġejjin huma xi partijiet komuni miksija bis-SiC tas-CVD u x-xenarji tal-applikazzjoni tagħhom:

1. Kamra tal-Inċiżjoni tal-Plażma u Ċirku tal-Fokus

ProdottiInforri, doċċi tas-shower, susċetturi, u ċrieki tal-fokus miksija bis-CVD SiC.

ApplikazzjoniFl-inċiżjoni bil-plażma, il-plażma attiva ħafna tintuża biex tneħħi b'mod selettiv il-materjali mill-wejfers. Materjali mhux miksija jew inqas durabbli jiddegradaw malajr, u jirriżultaw f'kontaminazzjoni tal-partiċelli u waqfien frekwenti. Il-kisi tas-SiC tas-CVD għandu reżistenza eċċellenti għal kimiċi aggressivi tal-plażma (eż., plażmi tal-fluworin, tal-kloru, tal-bromin), jestendi l-ħajja tal-komponenti ewlenin tal-kamra, u jnaqqas il-ġenerazzjoni tal-partiċelli, li jżid direttament ir-rendiment tal-wejfer.

2. Kmamar tal-PECVD u tal-HDPCVD

ProdottiKmamar ta' reazzjoni u elettrodi miksija bis-SiC b'kisja tas-CVD.

ApplikazzjonijietId-depożizzjoni kimika tal-fwar imsaħħa bil-plażma (PECVD) u s-CVD bil-plażma ta' densità għolja (HDPCVD) jintużaw biex jiddepożitaw films irqaq (eż., saffi dielettriċi, saffi ta' passivazzjoni). Dawn il-proċessi jinvolvu wkoll ambjenti ħorox tal-plażma. Il-kisi tas-SiC tas-CVD jipproteġi l-ħitan tal-kamra u l-elettrodi mill-erożjoni, u jiżgura kwalità konsistenti tal-film u jimminimizza d-difetti.

3. Tagħmir għall-impjantazzjoni tal-joni

ProdottiKomponenti tal-linja tar-raġġi miksija bis-CVD SiC (eż., aperturi, tazzi ta' Faraday).

ApplikazzjonijietL-impjantazzjoni tal-joni tintroduċi joni dopanti f'sottostrati semikondutturi. Raġġi ta' joni ta' enerġija għolja jistgħu jikkawżaw sputtering u erożjoni tal-komponenti esposti. L-ebusija u l-purità għolja tas-CVD SiC inaqqsu l-ġenerazzjoni ta' partiċelli mill-komponenti tal-linja tar-raġġ, u jipprevjenu l-kontaminazzjoni tal-wejfers matul dan il-pass kritiku tad-doping.

4. Komponenti tar-reattur epitassjali

ProdottiSuxxettituri u distributuri tal-gass miksija bis-CVD SiC.

ApplikazzjonijietIt-tkabbir epitassjali (EPI) jinvolvi t-tkabbir ta' saffi kristallini ordnati ħafna fuq sottostrat f'temperaturi għoljin. Is-susċetturi miksija bis-CVD SiC joffru stabbiltà termali eċċellenti u inerzja kimika f'temperaturi għoljin, u b'hekk jiżguraw tisħin uniformi u jipprevjenu l-kontaminazzjoni tas-susċettur innifsu, li hija kritika biex jinkisbu saffi epitassjali ta' kwalità għolja.

Hekk kif il-ġeometriji taċ-ċippa jiċkienu u d-domandi għall-proċessi jintensifikaw, id-domanda għal fornituri ta' kisi CVD SiC ta' kwalità għolja u manifatturi ta' kisi CVD tkompli tikber.

IV. X'inhuma l-isfidi tal-proċess ta' kisi tas-SiC bis-CVD?

Minkejja l-vantaġġi kbar tal-kisi tas-SiC bis-CVD, il-manifattura u l-applikazzjoni tiegħu għadhom jiffaċċjaw xi sfidi fil-proċess. Is-soluzzjoni ta' dawn l-isfidi hija ċ-ċavetta biex tinkiseb prestazzjoni stabbli u kosteffettività.

Sfidi:

1. Adeżjoni mas-sottostrat

Is-SiC jista' jkun ta' sfida biex tinkiseb adeżjoni qawwija u uniformi ma' diversi materjali tas-sottostrat (eż., grafit, silikon, ċeramika) minħabba d-differenzi fil-koeffiċjenti tal-espansjoni termali u l-enerġija tal-wiċċ. Adeżjoni fqira tista' twassal għal delaminazzjoni waqt iċ-ċikliżmu termali jew stress mekkaniku.

Soluzzjonijiet:

Tħejjija tal-wiċċTindif u trattament tal-wiċċ metikolużi (eż., inċiżjoni, trattament bil-plażma) tas-sottostrat biex jitneħħew il-kontaminanti u jinħoloq wiċċ ottimali għat-twaħħil.

Saff intermedjuIddepożita saff intermedju jew saff ta' lqugħ irqiq u personalizzat (eż., karbonju pirolitiku, TaC – simili għall-kisi CVD TaC f'applikazzjonijiet speċifiċi) biex ittaffi n-nuqqas ta' qbil fl-espansjoni termali u tippromwovi l-adeżjoni.

Ottimizza l-parametri tad-depożizzjoniIkkontrolla bir-reqqa t-temperatura tad-depożizzjoni, il-pressjoni, u l-proporzjon tal-gass biex tottimizza n-nukleazzjoni u t-tkabbir tal-films tas-SiC u tippromwovi twaħħil interfaċjali qawwi.

2. Stress u Qsim tal-Film

Waqt id-depożizzjoni jew it-tkessiħ sussegwenti, jistgħu jiżviluppaw stress residwu fil-films tas-SiC, u jikkawżaw qsim jew tgħawwiġ, speċjalment fuq ġeometriji akbar jew kumplessi.

Soluzzjonijiet:

Kontroll tat-TemperaturaIkkontrolla b'mod preċiż ir-rati tat-tisħin u tat-tkessiħ biex timminimizza x-xokk termali u l-istress.

Kisi tal-GradjentUża metodi ta' kisi b'ħafna saffi jew b'gradjent biex tbiddel gradwalment il-kompożizzjoni jew l-istruttura tal-materjal biex takkomoda l-istress.

It-Tkessiħ wara d-DepożizzjoniIttempra l-partijiet miksija biex telimina l-istress residwu u ttejjeb l-integrità tal-film.

3. Konformalità u Uniformità fuq Ġeometriji Kumplessi

Id-depożitu ta' kisi uniformi ħoxnin u konformali fuq partijiet b'forom kumplessi, proporzjonijiet ta' aspett għoljin, jew kanali interni jista' jkun diffiċli minħabba l-limitazzjonijiet fid-diffużjoni tal-prekursuri u l-kinetika tar-reazzjoni.

Soluzzjonijiet:

Ottimizzazzjoni tad-Disinn tar-ReatturIddisinja reatturi CVD b'dinamika tal-fluss tal-gass u uniformità tat-temperatura ottimizzati biex tiżgura distribuzzjoni uniformi tal-prekursuri.

Aġġustament tal-Parametri tal-ProċessIrfina l-pressjoni tad-depożizzjoni, ir-rata tal-fluss, u l-konċentrazzjoni tal-prekursuri biex ittejjeb id-diffużjoni tal-fażi tal-gass f'karatteristiċi kumplessi.

Depożizzjoni f'diversi stadjiUża passi ta' depożizzjoni kontinwi jew tagħmir li jdur biex tiżgura li l-uċuħ kollha jkunu miksija b'mod adegwat.

V. Mistoqsijiet Frekwenti

M1: X'inhi d-differenza ewlenija bejn CVD SiC u PVD SiC f'applikazzjonijiet ta' semikondutturi?

A: Il-kisi CVD huma strutturi kristallini kolonnari b'purità ta' >99.99%, adattati għal ambjenti tal-plażma; Il-kisi PVD huma l-aktar amorfi/nanokristallini b'purità ta' <99.9%, prinċipalment użati għal kisi dekorattiv.

M2: X'inhi t-temperatura massima li jista' jiflaħ il-kisi?

A: Tolleranza għal żmien qasir ta' 1650°C (bħal proċess ta' ttemprar), limitu ta' użu għal żmien twil ta' 1450°C, jekk tinqabeż din it-temperatura, tinqala' fażi minn β-SiC għal α-SiC.

M3: Firxa tipika tal-ħxuna tal-kisi?

A: Il-komponenti tas-semikondutturi huma l-aktar ta' 80-150μm, u l-kisi tal-EBC tal-magna tal-inġenji tal-ajru jista' jilħaq 300-500μm.

M4: X'inhuma l-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-ispiża?

A: Purità tal-prekursur (40%), konsum tal-enerġija tat-tagħmir (30%), telf fir-rendiment (20%). Il-prezz unitarju ta' kisi ta' kwalità għolja jista' jilħaq $5,000/kg.

M5: Liema huma l-fornituri globali ewlenin?

A: L-Ewropa u l-Istati Uniti: CoorsTek, Mersen, Ionbond; L-Asja: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Tajwan), Scientech (Tajwan)