سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگ ڇا آهي؟

سي وي ڊيسي سي ڪوٽنگحيرت انگيز رفتار سان سيمي ڪنڊڪٽر ٺاهڻ جي عملن جي حدن کي ٻيهر شڪل ڏئي رهيو آهي. هي بظاهر سادي ڪوٽنگ ٽيڪنالاجي چپ جي پيداوار ۾ ذرات جي آلودگي، تيز گرمي پد جي سنکنرن ۽ پلازما جي خاتمي جي ٽن بنيادي چئلينجن جو هڪ اهم حل بڻجي چڪي آهي. دنيا جي اعليٰ سيمي ڪنڊڪٽر سامان ٺاهيندڙن ان کي ايندڙ نسل جي سامان لاءِ هڪ معياري ٽيڪنالاجي جي طور تي درج ڪيو آهي. تنهن ڪري، هن ڪوٽنگ کي چپ جي پيداوار جو "پوشیدہ هٿيار" ڇا بڻائي ٿو؟ هي مضمون ان جي ٽيڪنيڪل اصولن، بنيادي ايپليڪيشنن ۽ جديد ڪاميابين جو گهرو تجزيو ڪندو.

Ⅰ. سي وي ڊي سي سي ڪوٽنگ جي تعريف

سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگ سلڪون ڪاربائيڊ (سي آءِ سي) جي هڪ حفاظتي پرت ڏانهن اشارو ڪري ٿي جيڪا ڪيميائي بخارات جمع ڪرڻ (سي وي ڊي) عمل ذريعي سبسٽريٽ تي جمع ڪئي وئي آهي. سلڪون ڪاربائيڊ سلڪون ۽ ڪاربان جو هڪ مرڪب آهي، جيڪو پنهنجي بهترين سختي، اعليٰ حرارتي چالکائي، ڪيميائي جڙت ۽ اعليٰ گرمي پد جي مزاحمت لاءِ مشهور آهي. سي وي ڊي ٽيڪنالاجي هڪ اعليٰ پاڪائي، گهاٽي ۽ هڪجهڙي ٿلهي سي آءِ سي پرت ٺاهي سگهي ٿي، ۽ پيچيده جاميٽري جي لحاظ کان تمام گهڻي مطابقت رکي سگهي ٿي. هي سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگ کي گهربل ايپليڪيشنن لاءِ تمام موزون بڻائي ٿو جيڪي روايتي بلڪ مواد يا ٻين ڪوٽنگ طريقن سان پورا نه ٿي سگهن.

Ⅱ. سي وي ڊي عمل جو اصول

ڪيميڪل وانپ ڊيپوزيشن (سي وي ڊي) هڪ ورسٽائل پيداوار جو طريقو آهي جيڪو اعليٰ معيار، اعليٰ ڪارڪردگيءَ وارو مضبوط مواد پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي. سي وي ڊي جو بنيادي اصول گرم سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي گيس جي اڳڪٿين جو رد عمل شامل آهي ته جيئن هڪ مضبوط ڪوٽنگ ٺاهي سگهجي.

هتي SiC CVD عمل جو هڪ آسان بيان آهي:

سي وي ڊي عمل جي اصول جو خاڪو

1. اڳواٽ تعارف: گيس وارا اڳڪٿي ڪندڙ، عام طور تي سلڪون تي مشتمل گيسون (مثال طور، ميٿائل ٽرائڪلوروسيلين - ايم ٽي ايس، يا سائلين - سي ايڇ₄) ۽ ڪاربان تي مشتمل گيسون (مثال طور، پروپين - سي ايڇ₈)، رد عمل چيمبر ۾ داخل ڪيا ويندا آهن.

2. گئس پهچائڻ: اهي اڳواٽ گئسون گرم ٿيل سبسٽريٽ مٿان وهنديون آهن.

3. جذب ڪرڻ: اڳواٽ ماليڪيول گرم سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي جذب ٿين ٿا.

4. مٿاڇري جو رد عمل: تيز گرمي پد تي، جذب ٿيل ماليڪيول ڪيميائي رد عمل مان گذرندا آهن، جنهن جي نتيجي ۾ اڳڪٿي جو سڙڻ ۽ هڪ مضبوط SiC فلم ٺهڻ جو سبب بڻجندي آهي. ضمني پيداوار گيسن جي صورت ۾ خارج ٿينديون آهن.

5. جذب ۽ اخراج: گيس جا ضمني پراڊڪٽ مٿاڇري مان جذب ٿين ٿا ۽ پوءِ چيمبر مان خارج ٿين ٿا. گرمي پد، دٻاءُ، گئس جي وهڪري جي شرح ۽ اڳواٽ ڪنسنٽريشن جو صحيح ڪنٽرول گهربل فلم جي خاصيتن کي حاصل ڪرڻ لاءِ اهم آهي، جنهن ۾ ٿلهي، پاڪائي، ڪرسٽلنيٽي ۽ چپڪ شامل آهن.

Ⅲ. سيمي ڪنڊڪٽر پروسيس ۾ سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگز جو استعمال

سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگون سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار ۾ ناگزير آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي خاصيتن جو منفرد ميلاپ سڌو سنئون انتهائي حالتن ۽ پيداواري ماحول جي سخت پاڪائي جي گهرجن کي پورو ڪري ٿو. اهي پلازما سنکنرن، ڪيميائي حملي، ۽ ذرڙن جي پيداوار جي مزاحمت کي وڌائين ٿا، اهي سڀئي ويفر جي پيداوار ۽ سامان جي اپ ٽائم کي وڌائڻ لاءِ اهم آهن.

هيٺ ڏنل ڪجھ عام CVD SiC ڪوٽيڊ پرزا ۽ انهن جي ايپليڪيشن منظرنامو آهن:

1. پلازما ايچنگ چيمبر ۽ فوڪس رنگ

مصنوعات: سي وي ڊي سي سي ڪوٽيڊ لائنر، شاور هيڊز، سسپيٽر، ۽ فوڪس رِنگس.

درخواست: پلازما ايچنگ ۾، انتهائي فعال پلازما کي ويفرز مان چونڊيل مواد کي هٽائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. غير ڪوٽ ٿيل يا گهٽ پائيدار مواد تيزي سان خراب ٿين ٿا، جنهن جي نتيجي ۾ ذرات جي آلودگي ۽ بار بار بند ٿيڻ جو وقت پيدا ٿئي ٿو. CVD SiC ڪوٽنگز ۾ جارحاڻي پلازما ڪيميڪلز (مثال طور، فلورين، ڪلورين، برومين پلازما) جي خلاف بهترين مزاحمت هوندي آهي، اهم چيمبر جي اجزاء جي زندگي وڌائي ٿي، ۽ ذرات جي پيداوار کي گهٽائي ٿي، جيڪا سڌي طرح ويفر جي پيداوار کي وڌائي ٿي.

2. PECVD ۽ HDPCVD چيمبر

مصنوعات: سي وي ڊي سي سي ڪوٽيڊ ري ايڪشن چيمبر ۽ اليڪٽروڊ.

درخواستون: پلازما اينهانسڊ ڪيميڪل وانپ ڊپوزيشن (PECVD) ۽ هاءِ ڊينسٽي پلازما CVD (HDPCVD) پتلي فلمن کي جمع ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن (مثال طور، ڊائي اليڪٽرڪ پرتون، پاسيويشن پرتون). انهن عملن ۾ سخت پلازما ماحول پڻ شامل آهن. CVD SiC ڪوٽنگون چيمبر جي ڀتين ۽ اليڪٽروڊز کي ڪٽڻ کان بچائينديون آهن، مسلسل فلم جي معيار کي يقيني بڻائينديون آهن ۽ نقصن کي گهٽ ڪنديون آهن.

3. آئن امپلانٽيشن جو سامان

مصنوعات: سي وي ڊي سي سي ڪوٽيڊ بيم لائن جزا (مثال طور، ايپرچر، فيراڊي ڪپ).

درخواستون: آئن امپلانٽيشن ڊوپينٽ آئنز کي سيمي ڪنڊڪٽر سبسٽريٽس ۾ داخل ڪري ٿو. اعليٰ توانائي وارا آئن بيم بي نقاب حصن جي ڦڦڙ ۽ ڪٽائي جو سبب بڻجي سگهن ٿا. CVD SiC جي سختي ۽ اعليٰ پاڪائي بيم لائن حصن مان ذرڙن جي پيداوار کي گھٽائي ٿي، هن نازڪ ڊوپنگ مرحلي دوران ويفرز جي آلودگي کي روڪي ٿي.

4. ايپيٽيڪسيل ري ايڪٽر جزا

مصنوعات: سي وي ڊي سي سي ڪوٽيڊ سسپيٽر ۽ گئس ورهائيندڙ.

درخواستون: ايپيٽيڪسيل واڌ (EPI) ۾ اعليٰ درجه حرارت تي سبسٽريٽ تي انتهائي ترتيب ڏنل ڪرسٽل لائن پرتن کي وڌائڻ شامل آهي. CVD SiC ڪوٽيڊ سسپيٽر اعليٰ درجه حرارت تي بهترين حرارتي استحڪام ۽ ڪيميائي جڙت پيش ڪن ٿا، هڪجهڙائي واري گرمي کي يقيني بڻائين ٿا ۽ سسپيٽر جي پاڻ کي آلودگي کان بچائين ٿا، جيڪو اعليٰ معيار جي ايپيٽيڪسيل پرتن کي حاصل ڪرڻ لاءِ اهم آهي.

جيئن چپ جي جاميٽري گهٽجي ٿي ۽ پروسيس جي گهرج تيز ٿئي ٿي، تيئن اعليٰ معيار جي سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگ سپلائرز ۽ سي وي ڊي ڪوٽنگ ٺاهيندڙن جي گهرج وڌندي رهي ٿي.

IV. سي وي ڊي سي سي ڪوٽنگ جي عمل جا چئلينج ڪهڙا آهن؟

سي وي ڊي سي آءِ سي ڪوٽنگ جي وڏن فائدن جي باوجود، ان جي پيداوار ۽ استعمال کي اڃا تائين ڪجهه عمل جي چئلينجن کي منهن ڏيڻو پوي ٿو. انهن چئلينجن کي حل ڪرڻ مستحڪم ڪارڪردگي ۽ قيمت جي اثرائتي حاصل ڪرڻ جي ڪنجي آهي.

چئلينجز:

1. سبسٽريٽ سان چپڪجڻ

حرارتي توسيع جي کوٽائي ۽ مٿاڇري جي توانائي ۾ فرق جي ڪري، SiC مختلف سبسٽريٽ مواد (مثال طور، گريفائٽ، سلڪون، سيرامڪ) سان مضبوط ۽ هڪجهڙائي واري چپڪ حاصل ڪرڻ ۾ مشڪل ٿي سگهي ٿو. خراب چپڪندڙ حرارتي سائيڪلنگ يا ميڪيڪل دٻاءُ دوران ڊيليمينيشن جو سبب بڻجي سگهي ٿو.

حل:

مٿاڇري جي تياري: آلودگي کي ختم ڪرڻ ۽ بانڊنگ لاءِ هڪ بهترين مٿاڇري ٺاهڻ لاءِ سبسٽريٽ جي محتاط صفائي ۽ مٿاڇري جو علاج (مثال طور، ايچنگ، پلازما علاج).

انٽر ليئر: هڪ پتلي ۽ ترتيب ڏنل انٽرليئر يا بفر پرت جمع ڪريو (مثال طور، پائروليٽڪ ڪاربن، TaC - مخصوص ايپليڪيشنن ۾ CVD TaC ڪوٽنگ وانگر) ته جيئن حرارتي توسيع جي بي ترتيبي کي گهٽائي سگهجي ۽ چپکڻ کي وڌايو وڃي.

جمع ڪرڻ جي پيرا ميٽرز کي بهتر بڻايو: سي سي فلمن جي نيوڪليشن ۽ واڌ کي بهتر بڻائڻ ۽ مضبوط انٽرفيشل بانڊنگ کي فروغ ڏيڻ لاءِ جمع ڪرڻ جي درجه حرارت، دٻاءُ ۽ گئس جي تناسب کي احتياط سان ڪنٽرول ڪريو.

2. فلم جو دٻاءُ ۽ ٽڪراءُ

جمع ڪرڻ يا بعد ۾ ٿڌي ٿيڻ دوران، SiC فلمن اندر بقايا دٻاءُ پيدا ٿي سگهي ٿو، جنهن جي ڪري ٽڪراءُ يا وارپنگ ٿي سگهي ٿي، خاص طور تي وڏين يا پيچيده جاميٽري تي.

حل:

گرمي پد ڪنٽرول: حرارتي جھٽڪو ۽ دٻاءُ کي گھٽ ڪرڻ لاءِ گرمي ۽ ٿڌي جي شرحن کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪريو.

گريڊينٽ ڪوٽنگ: دٻاءُ کي پورو ڪرڻ لاءِ مواد جي بناوت يا بناوت کي بتدريج تبديل ڪرڻ لاءِ گھڻ-پرت يا گريڊينٽ ڪوٽنگ جا طريقا استعمال ڪريو.

جمع ڪرائڻ کان پوءِ اينيلنگ: باقي دٻاءُ کي ختم ڪرڻ ۽ فلم جي سالميت کي بهتر بڻائڻ لاءِ ڪوٽ ٿيل حصن کي اينيل ڪريو.

3. پيچيده جاميٽري تي مطابقت ۽ هڪجهڙائي

پيچيده شڪلن، اعليٰ اسپيڪٽ ريشوز، يا اندروني چينلن وارن حصن تي هڪجهڙا ٿلها ۽ ڪنفارمل ڪوٽنگ جمع ڪرڻ اڳڪٿي پکيڙ ۽ رد عمل جي حرڪيات ۾ حدن جي ڪري ڏکيو ٿي سگهي ٿو.

حل:

ري ايڪٽر ڊيزائن جي اصلاح: سي وي ڊي ري ايڪٽرز کي بهتر ڪيل گئس جي وهڪري جي حرڪت ۽ گرمي پد جي هڪجهڙائي سان ڊيزائن ڪريو ته جيئن اڳڪٿين جي هڪجهڙائي ورڇ کي يقيني بڻائي سگهجي.

پروسيس پيرا ميٽر ايڊجسٽمينٽ: گيس فيز جي پکيڙ کي پيچيده خاصيتن ۾ وڌائڻ لاءِ جمع ڪرڻ جي دٻاءُ، وهڪري جي شرح، ۽ اڳواٽ ڪنسنٽريشن کي بهتر بڻايو.

گھڻ-مرحلي جمع ڪرائڻ: مسلسل جمع ڪرڻ جا مرحلا يا گھمڻ وارا فڪسچر استعمال ڪريو ته جيئن پڪ ٿئي ته سڀئي مٿاڇريون مناسب طور تي ڪوٽ ٿيل آهن.

وي. سوال

سوال 1: سيمي ڪنڊڪٽر ايپليڪيشنن ۾ CVD SiC ۽ PVD SiC جي وچ ۾ بنيادي فرق ڇا آهي؟

الف: سي وي ڊي ڪوٽنگون ڪالمنر ڪرسٽل ڍانچيون آهن جن جي پاڪائي 99.99٪ کان وڌيڪ آهي، جيڪا پلازما ماحول لاءِ موزون آهي؛ پي وي ڊي ڪوٽنگون گهڻو ڪري بي شڪل/نانو ڪرسٽل آهن جن جي پاڪائي 99.9٪ کان وڌيڪ آهي، خاص طور تي آرائشي ڪوٽنگن لاءِ استعمال ٿينديون آهن.

سوال 2: ڪوٽنگ وڌ ۾ وڌ ڪيترو گرمي پد برداشت ڪري سگهي ٿي؟

الف: 1650°C جي مختصر مدت جي برداشت (جهڙوڪ اينيلنگ عمل)، 1450°C جي ڊگهي مدت جي استعمال جي حد، هن درجه حرارت کان وڌيڪ β-SiC کان α-SiC ڏانهن مرحلي جي منتقلي جو سبب بڻجندي.

سوال 3: عام ڪوٽنگ جي ٿولهه جي حد؟

الف: سيمي ڪنڊڪٽر جزا گهڻو ڪري 80-150μm هوندا آهن، ۽ هوائي جهاز جي انجن EBC ڪوٽنگ 300-500μm تائين پهچي سگهن ٿيون.

سوال 4: قيمت کي متاثر ڪندڙ اهم عنصر ڪهڙا آهن؟

الف: اڳواٽ پاڪائي (40٪)، سامان جي توانائي جو استعمال (30٪)، پيداوار جو نقصان (20٪). اعليٰ درجي جي ڪوٽنگن جي يونٽ قيمت $5,000/ڪلوگرام تائين پهچي سگهي ٿي.

سوال 5: اهم عالمي سپلائر ڪهڙا آهن؟

الف: يورپ ۽ آمريڪا: ڪورز ٽيڪ، مرسن، آئن بانڊ؛ ايشيا: سيميڪس ليب، ويٽيڪسيمڪون، ڪيليڪس (تائيوان)، سائنٽيڪ (تائيوان)