CVD SiC Coating ဆိုတာဘာလဲ။

CVDSiC အပေါ်ယံပိုင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ ကန့်သတ်ချက်များကို အံ့အားသင့်ဖွယ်နှုန်းဖြင့် ပြန်လည်ပုံဖော်နေသည်။ ထင်ရသော ရိုးရှင်းသော အပေါ်ယံနည်းပညာသည် ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် အမှုန်အမွှားများ ညစ်ညမ်းခြင်း နှင့် ပလာစမာ တိုက်စားခြင်း တို့၏ အဓိက စိန်ခေါ်မှု သုံးခုအတွက် အဓိက ဖြေရှင်းချက် ဖြစ်လာပါသည်။ ကမ္ဘာ့ထိပ်တန်း ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူများသည် ၎င်းအား မျိုးဆက်သစ်စက်ကိရိယာများအတွက် စံနည်းပညာတစ်ခုအဖြစ် စာရင်းသွင်းထားသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဤအလွှာသည် ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်ခြင်း၏ “မမြင်နိုင်သော ချပ်ဝတ်တန်ဆာ” ကို အဘယ်အရာက ဖြစ်စေသနည်း။ ဤဆောင်းပါးသည် ၎င်း၏ နည်းပညာဆိုင်ရာ အခြေခံမူများ၊ ပင်မအသုံးချမှုများနှင့် ခေတ်မီသော အောင်မြင်မှုများကို နက်နက်ရှိုင်းရှိုင်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပါမည်။

Ⅰ။ CVD SiC coating ၏အဓိပ္ပါယ်

CVD SiC coating သည် ဓာတုအခိုးအငွေ့ထွက်ခြင်း (CVD) လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) အကာအကွယ်အလွှာကို ရည်ညွှန်းသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ၎င်း၏အလွန်ကောင်းမွန်သော မာကျောမှု၊ မြင့်မားသော အပူစီးကူးမှု၊ ဓာတုမသန်စွမ်းမှုနှင့် အပူချိန်မြင့်မားမှုတို့ကြောင့် လူသိများသော ဆီလီကွန်နှင့် ကာဗွန်ဒြပ်ပေါင်းဖြစ်သည်။ CVD နည်းပညာသည် သန့်စင်မြင့်မားသော၊ သိပ်သည်းပြီး တူညီသောအထူ SiC အလွှာကို ဖွဲ့စည်းနိုင်ပြီး ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီများနှင့် အလွန်လိုက်လျောညီထွေရှိနိုင်ပါသည်။ ၎င်းသည် CVD SiC အပေါ်ယံပိုင်းသည် ရိုးရာအမြောက်အများ သို့မဟုတ် အခြား coating နည်းလမ်းများဖြင့် လိုက်လျောညီထွေမဖြစ်နိုင်သော လျှောက်လွှာများအတွက် အလွန်သင့်လျော်စေသည်။

Ⅱ CVD လုပ်ငန်းစဉ်နိယာမ

Chemical vapor deposition (CVD) သည် အရည်အသွေးမြင့်ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော အစိုင်အခဲပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ရန် အသုံးပြုသည့် စွယ်စုံသုံးကုန်ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ CVD ၏ ပင်မနိယာမသည် အစိုင်အခဲအပေါ်ယံလွှာအဖြစ် အပူပေးထားသော အလွှာ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဓာတ်ငွေ့ရှေ့ပြေးပရိုဆက်ဆာများ၏ တုံ့ပြန်မှုပါဝင်ပါသည်။

ဤသည်မှာ SiC CVD လုပ်ငန်းစဉ်၏ ရိုးရှင်းသော ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာချက်ဖြစ်သည် ။

CVD လုပ်ငန်းစဉ် နိယာမ ပုံကြမ်း

1. ရှေ့ပြေးနိဒါန်း: ပုံမှန်အားဖြင့် ဆီလီကွန်ပါရှိသော ဓာတ်ငွေ့များ (ဥပမာ၊ methyltrichlorosilane – MTS၊ သို့မဟုတ် silane – SiH₄) နှင့် ကာဗွန်ပါဝင်သော ဓာတ်ငွေ့များ (ဥပမာ၊ ပရိုပိန် – C₃H₈) တို့ကို ဓါတ်ပြုခန်းထဲသို့ ထည့်သွင်းပါသည်။

2. ဓာတ်ငွေ့ပေးပို့ခြင်း။: ဤရှေ့ပြေးဓာတ်ငွေ့များသည် အပူပေးအလွှာအပေါ်မှ စီးဆင်းသည်။

3. စုပ်ယူမှု: ရှေ့ပြေးမော်လီကျူးများသည် ပူသောအလွှာ၏ မျက်နှာပြင်ကို စုပ်ယူသည်။

4. မျက်နှာပြင်တုံ့ပြန်မှု: မြင့်မားသောအပူချိန်တွင်၊ စုပ်ယူထားသော မော်လီကျူးများသည် ဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုကို ခံရပြီး ရှေ့ပြေးဆာ၏ ပြိုကွဲခြင်းနှင့် အစိုင်အခဲ SiC ဖလင်များ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထုတ်ကုန်များကို ဓာတ်ငွေ့ပုံစံဖြင့် ထုတ်လွှတ်သည်။

5. Desorption နှင့် exhaust များ: Gaseous byproducts သည် မျက်နှာပြင်မှ စုပ်ယူပြီးနောက် အခန်းတွင်းမှ အိတ်ဇောကို စုပ်ယူသည်။ အပူချိန်၊ ဖိအား၊ ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုနှုန်းနှင့် ရှေ့ပြေးအာရုံစူးစိုက်မှုတို့ကို တိကျသောထိန်းချုပ်မှုသည် အထူ၊ သန့်ရှင်းမှု၊ ပုံဆောင်ခဲနှင့် ကပ်တွယ်မှုအပါအဝင် အလိုရှိသော ဖလင်ဂုဏ်သတ္တိများရရှိရန် အရေးကြီးပါသည်။

Ⅲ။ Semiconductor လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် CVD SiC Coatings ကိုအသုံးပြုခြင်း။

CVD SiC coatings များသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော ၎င်းတို့၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများ ပေါင်းစပ်မှုသည် လွန်ကဲသောအခြေအနေများနှင့် ကုန်ထုတ်လုပ်မှုပတ်ဝန်းကျင်၏ တင်းကြပ်သောသန့်ရှင်းမှုလိုအပ်ချက်များနှင့် တိုက်ရိုက်ကိုက်ညီသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့သည် ပလာစမာချေး၊ ဓာတုတိုက်ခိုက်မှုနှင့် အမှုန်အမွှားထုတ်လုပ်ခြင်းတို့ကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေကာ ၎င်းတို့အားလုံးသည် wafer အထွက်နှုန်းနှင့် စက်ဖွင့်ချိန်ကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေရန် အရေးကြီးပါသည်။

အောက်ဖော်ပြပါများသည် အချို့သော CVD SiC coated အစိတ်အပိုင်းများနှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုအခြေအနေများဖြစ်သည်-

1. Plasma Etching Chamber နှင့် Focus Ring

ထုတ်ကုန်များ- CVD SiC coated liners၊ ရေချိုးခေါင်းများ၊ susceptors နှင့် focus rings။

လျှောက်လွှာ: ပလာစမာ ခြစ်ခြင်းတွင်၊ wafers များမှ ပစ္စည်းများကို ရွေးချယ်ဖယ်ရှားရန်အတွက် အလွန်တက်ကြွသော ပလာစမာကို အသုံးပြုသည်။ မွမ်းမံထားသော သို့မဟုတ် တာရှည်ခံမှုနည်းသော ပစ္စည်းများသည် လျင်မြန်စွာ ပြိုကွဲသွားကာ အမှုန်အမွှားများ ညစ်ညမ်းစေပြီး မကြာခဏ စက်ရပ်သွားစေသည်။ CVD SiC အပေါ်ယံပိုင်းသည် ပြင်းထန်သော ပလာစမာ ဓာတုပစ္စည်းများ (ဥပမာ၊ ဖလိုရင်း၊ ကလိုရင်း၊ ဘရိုမင် ပလာစမာ)၊ အဓိက အခန်းတွင်း အစိတ်အပိုင်းများ၏ သက်တမ်းကို သက်တမ်းတိုးစေပြီး wafer အထွက်နှုန်းကို တိုက်ရိုက်တိုးမြင့်စေသည့် အမှုန်အမွှားထုတ်လုပ်မှုကို လျှော့ချပေးသည်။

2.PECVD နှင့် HDPCVD အခန်းများ

ထုတ်ကုန်များ: CVD SiC coated တုံ့ပြန်မှုအခန်းများနှင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်း။

အသုံးချမှု: ပလာစမာအဆင့်မြှင့်တင်ထားသော ဓာတုအငွေ့ထုတ်ခြင်း (PECVD) နှင့် မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆပလာစမာ CVD (HDPCVD) ကို ပါးလွှာသောရုပ်ရှင်များ (ဥပမာ၊ dielectric အလွှာများ၊ passivation အလွှာများ) တွင်အသုံးပြုသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ပြင်းထန်သော ပလာစမာပတ်ဝန်းကျင်များလည်း ပါဝင်သည်။ CVD SiC coatings များသည် အခန်းနံရံများနှင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းများ တိုက်စားခြင်းမှ ကာကွယ်ပေးပြီး တသမတ်တည်း ဖလင်အရည်အသွေးနှင့် ချို့ယွင်းချက်များကို လျော့နည်းစေပါသည်။

3. အိုင်းယွန်းစိုက်ကိရိယာ

ထုတ်ကုန်များ: CVD SiC coated beamline အစိတ်အပိုင်းများ (ဥပမာ၊ အပေါက်ပေါက်များ၊ Faraday ခွက်များ)။

အသုံးချမှု: အိုင်းယွန်း စိုက်သွင်းခြင်းသည် dopant အိုင်းယွန်းများကို တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလွှာအဖြစ် မိတ်ဆက်ပေးသည်။ စွမ်းအင်မြင့်မားသော အိုင်းယွန်းအလင်းတန်းများသည် ထိတွေ့နေသော အစိတ်အပိုင်းများကို ပေါက်ကွဲထွက်စေပြီး တိုက်စားမှုကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ CVD SiC ၏ မာကျောမှုနှင့် မြင့်မားသောသန့်ရှင်းမှုသည် beamline အစိတ်အပိုင်းများမှ အမှုန်အမွှားများဖြစ်ပေါ်ခြင်းကို လျှော့ချပေးကာ ဤအရေးကြီးသောဆေးဆိုးခြင်းအဆင့်တွင် wafers ညစ်ညမ်းမှုကို ကာကွယ်ပေးသည်။

4. Epitaxial ဓာတ်ပေါင်းဖို အစိတ်အပိုင်းများ

ထုတ်ကုန်များ: CVD SiC coated susceptors နှင့် gas distributors များ။

အသုံးချမှု: Epitaxial ကြီးထွားမှု (EPI) သည် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် အလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် မြင့်မားသော ပုံဆောင်ခဲအလွှာများ ကြီးထွားလာခြင်း ပါဝင်သည်။ CVD SiC coated susceptors များသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူတည်ငြိမ်မှုနှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အားနည်းမှုကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး အရည်အသွေးမြင့် epitaxial အလွှာများရရှိရန် အရေးကြီးသည့် အရည်အသွေးမြင့် epitaxial အလွှာများရရှိရန် အရေးကြီးသည့် တစ်ပြေးညီအပူပေးကာ susceptor ကိုယ်တိုင်၏ညစ်ညမ်းမှုကို ကာကွယ်ပေးပါသည်။

ချစ်ပ်ဂျီသြမေတြီများ ကျုံ့သွားပြီး လုပ်ငန်းစဉ်လိုအပ်ချက်များ ပြင်းထန်လာသည်နှင့်အမျှ အရည်အသွေးမြင့် CVD SiC coating ပေးသွင်းသူများနှင့် CVD coating ထုတ်လုပ်သူများအတွက် လိုအပ်ချက်သည် ဆက်လက်ကြီးထွားလာသည်။

IV CVD SiC coating လုပ်ငန်းစဉ်၏ စိန်ခေါ်မှုများကား အဘယ်နည်း။

CVD SiC coating ၏ ကြီးမားသော အားသာချက်များရှိနေသော်လည်း၊ ၎င်း၏ထုတ်လုပ်မှုနှင့် အသုံးချပရိုဂရမ်သည် လုပ်ငန်းစဉ်ဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုအချို့ကို ရင်ဆိုင်ရဆဲဖြစ်သည်။ ဤစိန်ခေါ်မှုများကိုဖြေရှင်းခြင်းသည် တည်ငြိမ်သောစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာမှုရရှိရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။

စိန်ခေါ်မှုများ-

1. အလွှာကို ကပ်စေခြင်း။

SiC သည် အပူချဲ့ကိန်းနှင့် မျက်နှာပြင်စွမ်းအင် ကွာခြားမှုကြောင့် အမျိုးမျိုးသော အလွှာပစ္စည်းများ (ဥပမာ၊ ဂရပ်ဖိုက်၊ ဆီလီကွန်၊ ကြွေထည်) ကို ခိုင်ခံ့ပြီး တစ်ပုံစံတည်း ကပ်နိုင်စေရန် စိန်ခေါ်မှုဖြစ်နိုင်သည်။ ညံ့ဖျင်းသော adhesion သည် အပူစက်ဘီးစီးနေစဉ် သို့မဟုတ် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဖိစီးမှုတွင် delamination ဖြစ်စေနိုင်သည်။

ဖြေရှင်းချက်များ-

မျက်နှာပြင်ပြင်ဆင်မှု: အညစ်အကြေးများကို ဖယ်ရှားရန်နှင့် ပေါင်းစပ်ရန်အတွက် အကောင်းဆုံးသော မျက်နှာပြင်ကို ဖန်တီးရန် အလွှာ၏ စေ့စပ်သေချာစွာ သန့်ရှင်းရေးနှင့် ကုသမှု (ဥပမာ- etching၊ ပလာစမာ ကုသမှု)။

Interlayer: ပါးလွှာပြီး စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်ထားသော ကြားခံအလွှာ သို့မဟုတ် ကြားခံအလွှာ (ဥပမာ- pyrolytic ကာဗွန်၊ TaC – သီးခြားအပလီကေးရှင်းများတွင် CVD TaC နှင့်ဆင်တူသည်) အပူချဲ့ထွင်မှုမတူညီမှုကို လျော့ပါးစေရန်နှင့် ကပ်တွယ်မှုကို မြှင့်တင်ရန်။

အစစ်ခံခြင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်လုပ်ပါ။: SiC ရုပ်ရှင်များ၏ နျူကလိယနှင့် ကြီးထွားမှုကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်နှင့် ခိုင်မာသော interfacial ချိတ်ဆက်မှုကို မြှင့်တင်ရန် အပ်နှံအပူချိန်၊ ဖိအားနှင့် ဓာတ်ငွေ့အချိုးကို ဂရုတစိုက်ထိန်းချုပ်ပါ။

2. ရုပ်ရှင် Stress နှင့် Cracking

စုဆောင်းခြင်း သို့မဟုတ် နောက်ဆက်တွဲ အအေးခံစဉ်အတွင်း၊ ကျန်ရှိသော ဖိစီးမှုများသည် အထူးသဖြင့် ပိုကြီးသော သို့မဟုတ် ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီများတွင် ကွဲအက်ခြင်း သို့မဟုတ် ကွဲထွက်ခြင်းများကို ဖြစ်စေသည့် SiC ရုပ်ရှင်များအတွင်း ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။

ဖြေရှင်းချက်များ-

အပူချိန်ထိန်း- အပူဒဏ်နှင့် ဖိစီးမှုကို လျှော့ချရန် အပူနှင့် အအေးနှုန်းကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်ပါ။

Gradient Coating ၊: စိတ်ဖိစီးမှုကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေရန်အတွက် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းမှု သို့မဟုတ် ဖွဲ့စည်းပုံကို တဖြည်းဖြည်းပြောင်းလဲရန် အလွှာအများအပြား သို့မဟုတ် အရောင်အသွေးအရောင်ခြယ်သည့်နည်းလမ်းများကို အသုံးပြုပါ။

Post-Deposition Annealing: ကျန်နေသောစိတ်ဖိစီးမှုကို ဖယ်ရှားရန်နှင့် ဖလင်၏ခိုင်မာမှုကို မြှင့်တင်ရန် coated အစိတ်အပိုင်းများကို လိမ်းပါ။

3. ရှုပ်ထွေးသော Geometries တွင် ညီညွတ်မှုနှင့် တူညီမှု

ရှုပ်ထွေးသောပုံသဏ္ဍာန်များ၊ မြင့်မားသောအချိုးအစားများ သို့မဟုတ် အတွင်းပိုင်းချန်နယ်များပါရှိသည့် အစိတ်အပိုင်းများပေါ်တွင် ညီညီအထူနှင့် ညီညွှတ်သော အပေါ်ယံအလွှာများကို ရှေ့ပြေးပျံ့နှံ့မှုနှင့် တုံ့ပြန်မှု kinetics တွင် ကန့်သတ်ချက်များကြောင့် ခက်ခဲနိုင်သည်။

ဖြေရှင်းချက်များ-

ဓာတ်ပေါင်းဖို ဒီဇိုင်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်ခြင်း။: ရှေ့ပြေးနမူနာများ တစ်ပြေးညီ ဖြန့်ကျက်မှုကို သေချာစေရန် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှု ဒိုင်းနမစ်နှင့် အပူချိန်တူညီမှုရှိသော CVD ဓာတ်ပေါင်းဖိုများကို ဒီဇိုင်းဆွဲပါ။

လုပ်ငန်းစဉ် Parameter ချိန်ညှိမှု: ဓာတ်ငွေ့အဆင့်ပျံ့နှံ့မှုကို ရှုပ်ထွေးသောအင်္ဂါရပ်များအဖြစ် မြှင့်တင်ရန် ရှေ့ပြေးဖိအား၊ စီးဆင်းမှုနှုန်းနှင့် ရှေ့ပြေးအာရုံစူးစိုက်မှု။

Multi-stage အစစ်ခံခြင်း။: မျက်နှာပြင်အားလုံးကို လုံလောက်စွာ ဖုံးအုပ်ထားကြောင်း သေချာစေရန် စဉ်ဆက်မပြတ် အပ်နှံမှုအဆင့်များ သို့မဟုတ် လှည့်ပတ်သည့် ကိရိယာများကို အသုံးပြုပါ။

V. FAQ

Q1- တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအပလီကေးရှင်းများတွင် CVD SiC နှင့် PVD SiC အကြား အဓိကကွာခြားချက်ကား အဘယ်နည်း။

A- CVD coatings များသည် ပလာစမာပတ်ဝန်းကျင်အတွက် သင့်လျော်သော သန့်စင်မှု > 99.99% ရှိသော columnar crystal structures များဖြစ်သည်။ PVD အပေါ်ယံလွှာများသည် အများအားဖြင့် amorphous/nanocrystalline သန့်စင်မှု <99.9% ရှိသော အလှဆင်အပေါ်ယံပိုင်းအတွက် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။

Q2- အပေါ်ယံအလွှာခံနိုင်ရည်အမြင့်ဆုံးအပူချိန်ကဘာလဲ။

A- 1650°C ၏ ရေတိုသည်းခံမှု ( annealing process ကဲ့သို့သော) ၊ ရေရှည်အသုံးပြုမှုကန့်သတ်ချက် 1450°C ၊ ဤအပူချိန်ထက်ကျော်လွန်ပါက β-SiC မှ α-SiC အဆင့်သို့ ကူးပြောင်းသွားမည်ဖြစ်ပါသည်။

Q3: ရိုးရိုးအပေါ်ယံအထူအကွာအဝေး။

A- Semiconductor အစိတ်အပိုင်းများသည် အများအားဖြင့် 80-150μm ရှိပြီး လေယာဉ်အင်ဂျင် EBC အပေါ်ယံပိုင်းသည် 300-500μm အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။

Q4- ကုန်ကျစရိတ်ကို ထိခိုက်စေတဲ့ အဓိကအချက်တွေက ဘာတွေလဲ။

A- ရှေ့ပြေး သန့်ရှင်းမှု (40%)၊ စက်ပစ္စည်း စွမ်းအင်သုံးစွဲမှု (30%)၊ အထွက်နှုန်း (20%)။ အဆင့်မြင့် coatings များ၏ တစ်ယူနစ်စျေးနှုန်းသည် $5,000/kg သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်။

Q5: ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ ပေးသွင်းသူများမှာ အဘယ်နည်း။

A- Europe နှင့် United States- CoorsTek, Mersen, Ionbond; အာရှ- Semixlab၊ Veteksemicon၊ Kallex (Taiwan)၊ Scientech (တိုင်ပေ)