O le ā le CVD SiC Coating?

CVDUfiufi SiCo loʻo toe faʻatulagaina tapulaʻa o faiga gaosiga o semiconductor i se saoasaoa ofoofogia. O lenei tekinolosi ufiufi e foliga mai e faigofie ua avea ma fofo autu i luʻitau autu e tolu o le faʻaleagaina o vaega, le pala o le vevela maualuga ma le faʻaleagaina o le plasma i le gaosiga o chip. Ua lisiina e le au gaosi meafaigaluega semiconductor sili ona lelei i le lalolagi o se tekinolosi masani mo meafaigaluega o le isi tupulaga. O lea la, o le a le mea e avea ai lenei ufiufi ma "ofutau e le vaaia" o le gaosiga o chip? O lenei tusiga o le a iloiloina loloto ai ona mataupu faavae faʻapitoa, faʻaoga autu ma alualu i luma faʻaonaponei.

Ⅰ. Fa'amatalaga o le ufiufi CVD SiC

O le ufiufi CVD SiC e faasino i se vaega puipui o le silicon carbide (SiC) ua fa'aputuina i luga o se mea e ala i se faiga o le fa'aputuga o le ausa kemikolo (CVD). O le Silicon carbide o se tu'ufa'atasiga o le silicon ma le carbon, e lauiloa i lona malosi tele, maualuga le fa'avevela, le le gaoioi o vaila'au ma le tete'e atu i le vevela maualuga. E mafai e le tekinolosi CVD ona fausia se vaega SiC e maualuga le mama, mafiafia ma tutusa le mafiafia, ma e mafai ona matua ogatasi ma foliga faigata. O lenei mea e matua talafeagai ai ufiufi CVD SiC mo fa'aoga faigata e le mafai ona fa'afetaui e mea masani po'o isi auala ufiufi.

II. Mataupu faavae o le faagasologa o le CVD

O le Chemical vapor deposition (CVD) o se metotia gaosi oloa e tele ona faʻaaogaina e gaosia ai mea mautu e maualuga le tulaga lelei ma lelei le faatinoga. O le mataupu faavae autu o le CVD e aofia ai le tali atu o mea e pei o kasa i luga o le fogaeleele o se mea ua vevela e fausia ai se ufiufi mautu.

O se fa'amatalaga faigofie lea o le faiga o le SiC CVD:

Ata o le mataupu faavae o le faagasologa o le CVD

1. Fa'atomuaga o le PrecursorO kasa e pei o le silicon (e pei o le methyltrichlorosilane – MTS, po'o le silane – SiH₄) ma kasa e iai le carbon (e pei o le propane – C₃H₈), e fa'aofiina i totonu o le potu tali atu.

2. Tu'uina atu o le kesiO nei kasa muamua e tafe i luga o le mea ua vevela.

3. Fa'asusu: E mimiina mole mole o le precursor i le fogāeleele o le mea vevela.

4. Tali atu i lugaI le vevela maualuga, e ui atu ai ni tali fa'akemikolo i molela'au ua mitiia, ma i'u ai i le pala o le mea muamua ma le fausiaina o se ata SiC malo. E fa'asa'olotoina mea e maua mai ai i le tulaga o kasa.

5. Fa'amamāina ma le fa'asu'u eseO mea e maua mai le kesi e mitiia mai luga ona alu ese lea mai le potu. O le pulea sa'o o le vevela, le mamafa, le saoasaoa o le tafe o le kesi ma le malosi o le mea e muamua atu ai e taua tele i le ausiaina o meatotino mana'omia o le ata tifaga, e aofia ai le mafiafia, le mama, le malosi o le tioata ma le pipii.

I. Fa'aaogāina o Ufiufi CVD SiC i Fa'agasologa o Semiconductor

E matuā tāua tele vali CVD SiC i le gaosiga o semiconductor auā o latou tu'ufa'atasiga tulaga ese o meatotino e fetaui tonu lava ma tulaga faigata ma mana'oga mama o le siosiomaga gaosiga. Latou te fa'amalosia le tete'e atu i le pala o le plasma, osofa'iga fa'akemikolo, ma le gaosiga o vaega laiti, o mea uma ia e taua tele mo le fa'ateleina o le gaosiga o le wafer ma le taimi e fa'aaoga ai masini.

O nisi nei o vaega masani ua ufiufiina i le CVD SiC ma o latou faʻaoga:

1. Potu e fai ai le Plasma Etching ma le mama taula'i

OloaO laina fa'apipi'i ua ufi i le CVD SiC, ulu ta'ele, mea e taofia ai le fa'asusu, ma mama fa'apitoa.

TalosagaI le etching plasma, e faʻaaogaina le plasma e malosi tele e aveese ai mea mai wafers. O mea e leʻi ufiufiina pe le malosi tele e vave ona pala, ma iʻu ai i le faʻaleagaina o vaega ma le tele o taimi e le toe faʻaaogaina ai. O ufiufi CVD SiC e matua teteʻe atu i vailaʻau malolosi o le plasma (e pei o le fluorine, chlorine, bromine plasmas), faʻalauteleina le ola o vaega autu o le potu, ma faʻaitiitia le gaosiga o vaega, lea e faʻateleina ai le fua o le wafer.

2. Potu PECVD ma HDPCVD

Oloa: Potu tali atu ma eletise ua ufiufia i le CVD SiC.

TalosagaO le plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) ma le high density plasma CVD (HDPCVD) e fa'aaogaina e fa'aputu ai ata manifinifi (e pei o vaega dielectric, vaega passivation). O nei faiga e aofia ai fo'i siosiomaga plasma faigata. O ufiufi CVD SiC e puipuia ai puipui o potu ma electrodes mai le soloia, ma fa'amautinoa ai le lelei o ata ma fa'aitiitia ai mea sese.

3. Meafaigaluega fa'apipi'i ion

Oloa: Vaega o le beamline ua ufiufia i le CVD SiC (e pei o avanoa, ipu Faraday).

TalosagaO le fa'apipi'iina o le ion e fa'aofi ai ions dopant i totonu o mea fa'avae semiconductor. O ave ion e maualuga le malosi e mafai ona mafua ai le sputtering ma le soloia o vaega ua aliali mai. O le ma'a'a ma le maualuga o le mama o le CVD SiC e fa'aitiitia ai le gaosiga o vaega mai vaega o le beamline, ma puipuia ai le fa'aleagaina o wafers i le taimi o lenei la'asaga taua o le doping.

4. Vaega o le reactor epitaxial

OloaO mea e fa'asusu ai le kesi ma mea e tufatufa atu ai le kesi ua ufi i le CVD SiC.

TalosagaO le tuputupu aʻe o le epitaxial (EPI) e aofia ai le tuputupu aʻe o vaega tioata ua faʻatulagaina lelei i luga o se substrate i le vevela maualuga. O susceptors ua ufiufi i le CVD SiC e ofoina atu le mautu lelei o le vevela ma le le gaoioi o vailaʻau i le vevela maualuga, e faʻamautinoa ai le faʻavevela tutusa ma puipuia ai le faʻaleagaina o le susceptor lava ia, lea e taua tele i le ausiaina o vaega epitaxial maualuga le lelei.

A o faʻaitiitia le fausaga o chip ma faʻateteleina le manaʻoga mo faagasologa, o loʻo faʻaauau pea ona faʻatupulaʻia le manaʻoga mo tagata faʻatau oloa e sili ona lelei mo le CVD SiC ma kamupani gaosi oloa e sili ona lelei mo le CVD.

IV. O a lu'itau o le faiga o le ufiufiina o le CVD SiC?

E ui i le tele o penefiti o le valiina o le CVD SiC, ae o loʻo feagai pea lona gaosiga ma le faʻaaogaina ma ni luʻitau i le faagasologa. O le foia o nei luʻitau o le ki lea i le ausiaina o le faʻatinoga mautu ma le taugofie.

Luʻitau:

1. Pipii i le mea e fai ai le laupapa

E mafai ona faigata le SiC ona maua se pipii malosi ma tutusa i meafaitino eseese o le substrate (e pei o le graphite, silicon, ceramic) ona o eseesega i le thermal expansion coefficients ma le surface energy. O le le pipii lelei e mafai ona oʻo atu ai i le delamination i le taimi o le thermal cycle poʻo le mechanical stress.

Tali:

Sauniuniga o lugaFa'amamāina ma le fa'aeteete ma le togafitia o luga (e pei o le etching, plasma treatment) o le mea fa'apipi'i e aveese ai mea leaga ma fausia ai se luga sili ona lelei mo le pipii.

Fa'alava: Fa'apipi'i se vaega manifinifi ma fa'apitoa i le va o vaega po'o se vaega fa'apipi'i (e pei o le pyrolytic carbon, TaC – e tutusa ma le CVD TaC coating i ni fa'aoga fa'apitoa) e fa'aitiitia ai le le fetaui o le fa'alauteleina o le vevela ma fa'aleleia ai le pipii.

Fa'aleleia atili fa'asologa o le teuinaIa pulea ma le fa'aeteete le vevela o le fa'aputuga, le mamafa, ma le fua fa'atatau o le kesi e fa'aleleia atili ai le fa'aputuga ma le tuputupu a'e o ata tifaga SiC ma fa'alauiloa ai le malosi o le so'oga fa'atasi.

2. Fa'alavelave ma le Ta'e o Ata Tifaga

I le taimi o le fa'aputuina po'o le fa'amālūlūina mulimuli ane, e ono alia'e mai ni fa'alavelave fa'asolosolo i totonu o ata SiC, ma mafua ai ona māvaevae pe pi'o, aemaise lava i ni foliga tetele pe lavelave.

Tali:

Pulea o le Vevela: Pulea lelei le saoasaoa o le fa'avevela ma le fa'amālūlūina e fa'aitiitia ai le te'i ma le atuatuvale i le vevela.

Ufiufi Fa'alava: Faaaoga metotia o le ufiufi e tele vaega po'o le vali fa'asolosolo e sui malie ai le tuufaatasiga po'o le fausaga o meafaitino e fa'afetaui ai le mamafa.

Fa'asusuina pe a uma ona fa'aputuina: Fa'a'aisa vaega ua ufiufi e aveese ai le mamafa o totoe ma fa'aleleia atili ai le tumau o le ata.

3. Fa'atusatusaga ma le Tutusa i luga o Fa'ata'ita'iga Faigata

O le fa'apipi'iina o ufiufi mafiafia ma tutusa lelei i luga o vaega e lavelave foliga, maualuga le fua faatatau o mea, po'o auala i totonu e mafai ona faigata ona o tapula'a i le fa'asalalauina o mea muamua ma le gaioiga o tali atu.

Tali:

Fa'aleleia atili o le mamanu o le reactorFuafuaina ni reactor CVD faatasi ai ma le fa'aleleia atili o le tafe o le kesi ma le tutusa o le vevela ina ia mautinoa le tufatufaina tutusa o mea muamua.

Fetuunaiga o le Fa'asologa o le Fa'agasologaFa'aleleia atili le mamafa o le fa'aputuga, le fua o le tafe, ma le malosi o le vaila'au e fa'aleleia atili ai le sosolo o le kesi i totonu o vaega faigata.

Fa'aputuga tele-vaega: Faaaoga laasaga faifai pea o le fa'aputuga po'o ni mea fa'apipi'i e feliuliua'i e fa'amautinoa ai ua lava le valiina o luga uma.

V. Fesili e Masani Ona Fesiligia

Q1: O le a le eseesega autū i le va o le CVD SiC ma le PVD SiC i faʻaoga semiconductor?

A: O ufiufi CVD o ni fausaga tioata koluma e mama e >99.99%, e talafeagai mo siosiomaga plasma; o ufiufi PVD e tele lava ina amorphous/nanocrystalline ma e mama e <99.9%, e masani ona faʻaaogaina mo ufiufi teuteu.

Q2: O le a le vevela maualuga e mafai ona tatalia e le ufiufi?

A: O le onosaʻi puʻupuʻu i le 1650°C (e pei o le faʻagasologa o le faʻamafanafana), o le tapulaʻa faʻaoga umi o le 1450°C, pe a sili atu i lenei vevela o le a mafua ai ona suia le vaega mai le β-SiC i le α-SiC.

Q3: O le mafiafia masani o le ufiufi?

A: O vaega o le semiconductor e tele lava ina 80-150μm, ma e mafai ona oʻo atu le ufi o le EBC o le afi vaalele i le 300-500μm.

F4: O a mea taua e aʻafia ai le tau?

A: Mama o le precursor (40%), fa'aaogaina o le malosi o meafaigaluega (30%), leiloa o le fua (20%). E mafai ona o'o atu le tau i le iunite o vali taugata i le $5,000/kg.

Q5: O a kamupani tetele e tu'uina atu sapalai i le lalolagi atoa?

A: Europa ma le Iunaite Setete: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Asia: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taiwan), Scientech (Taiwan)