Waa maxay dahaarka CVD SiC?

CVDDahaarka SiCwaxay dib u habeynaysaa xadka hababka wax soo saarka semiconductor-ka heer la yaab leh. Tiknoolajiyaddan dahaarka ah ee u muuqata mid fudud ayaa noqotay xal muhiim ah oo loogu talagalay saddexda caqabadood ee ugu muhiimsan ee wasakhowga walxaha, daxalka heerkulka sare iyo nabaad-guurka balaasmaha ee wax soo saarka jajabka. Soosaarayaasha qalabka semiconductor-ka ugu sarreeya adduunka ayaa ku taxay tiknoolajiyad caadi ah oo loogu talagalay qalabka jiilka soo socda. Haddaba, maxaa ka dhigaya dahaarkan "hubka aan la arki karin" ee wax soo saarka jajabka? Maqaalkani wuxuu si qoto dheer u falanqeyn doonaa mabaadi'da farsamo, codsiyada asaasiga ah iyo horumarrada ugu dambeeyay.

Ⅰ. Qeexidda dahaarka CVD SiC

Dahaarka CVD SiC waxaa loola jeedaa lakab ilaalin ah oo ah silicon carbide (SiC) oo lagu shubo substrate iyadoo la adeegsanayo habka kaydinta uumiga kiimikada (CVD). Silicon carbide waa isku-darka silicon iyo kaarboon, oo loo yaqaan adkaanteeda aadka u fiican, gudbinta kulaylka sare, firfircoonida kiimikada iyo iska caabbinta heerkulka sare. Tiknoolajiyadda CVD waxay samayn kartaa lakab SiC ah oo saafi ah, cufan oo isku mid ah oo dhumucdiisuna tahay, waxayna si aad ah ugu habboonaan kartaa joomatariyada adag. Tani waxay ka dhigaysaa dahaarka CVD SiC mid aad ugu habboon codsiyada adag ee aan lagu dabooli karin walxaha dhaqameed ee badan ama hababka kale ee dahaarka.

Ⅱ. Mabda'a habka CVD

Kaydinta uumiga kiimikada (CVD) waa hab wax soo saar oo loo isticmaalo in lagu soo saaro agab adag oo tayo sare leh oo waxqabad sare leh. Mabda'a asaasiga ah ee CVD wuxuu ku lug leeyahay falcelinta horusocodka gaaska ee dusha sare ee substrate-ka kulul si loo sameeyo dahaar adag.

Waa kan kala-soocid fudud oo ku saabsan habka SiC CVD:

Jaantuska mabda'a habka CVD

1. Hordhaca Horudhaca: Waxaa lagu soo daraa gaasaska horusocodka gaaska, sida caadiga ah gaasaska ka kooban silikoon (tusaale ahaan, methyltrichlorosilane - MTS, ama silane - SiH₄) iyo gaasaska ka kooban kaarboon (tusaale ahaan, propane - C₃H₈), waxaana lagu soo daraa qolka falcelinta.

2. Bixinta gaaskaGaasaskan horudhaca ah waxay ka dul qulqulaan substrate-ka kulul.

3. Neefsashada: Molecules-ka precursor-ka ayaa ku nuuga dusha sare ee substrate-ka kulul.

4. Falcelinta dusha sareHeerkulka sare, molecules-ka la nuugay waxay maraan falgallo kiimiko ah, taasoo keenta burburka horusocodka iyo sameynta filim adag oo SiC ah. Waxyaabaha ka soo baxa waxaa lagu sii daayaa qaab gaasas.

5. Qashin-qubka iyo qiiqaWaxyaabaha gaaska ka soo baxa ayaa ka soo baxa dusha sare ka dibna qiiqa ka soo baxa qolka. Xakamaynta saxda ah ee heerkulka, cadaadiska, heerka socodka gaaska iyo uruurinta horudhaca ah ayaa muhiim u ah gaaritaanka sifooyinka filimka la doonayo, oo ay ku jiraan dhumucda, daahirnimada, kiristaalka iyo isku dhejinta.

Ⅲ. Isticmaalka Dahaarka CVD SiC ee Geedi socodka Semiconductor-ka

Dahaarka CVD SiC waa lama huraan wax soo saarka semiconductor-ka sababtoo ah isku-darka gaarka ah ee sifooyinka si toos ah ayuu u buuxiyaa xaaladaha daran iyo shuruudaha daahirnimada adag ee deegaanka wax soo saarka. Waxay xoojiyaan iska caabbinta daxalka balaasmaha, weerarka kiimikada, iyo soo saarista walxaha, kuwaas oo dhammaantood muhiim u ah kordhinta wax soo saarka wafer-ka iyo waqtiga shaqada qalabka.

Kuwa soo socda waa qaar ka mid ah qaybaha dahaarka leh ee CVD SiC iyo xaaladaha codsigooda:

1. Qolka Qallajinta Plasma iyo Giraanta Diiradda

Badeecadaha: Dahaarka dahaarka leh ee CVD SiC, madaxyada qubeyska, suuxdinta, iyo giraanta diiradda la saarayo.

Codsiga: Qallajinta balaasmaha, balaasmaha aadka u firfircoon ayaa loo isticmaalaa in si xulasho leh looga saaro walxaha laga soo saaro waferka. Alaabada aan dahaarka lahayn ama aan waaraayn ayaa si degdeg ah u burbura, taasoo keenta wasakhowga walxaha iyo waqtiga soo noqnoqda ee shaqada. Dahaarka CVD SiC wuxuu leeyahay iska caabin aad u fiican oo ku wajahan kiimikooyinka balaasmaha ee daran (tusaale ahaan, fluorine, chlorine, bromine plasmas), wuxuu kordhiyaa cimriga qaybaha muhiimka ah ee qolka, wuxuuna yareeyaa soo saarista walxaha, taas oo si toos ah u kordhisa wax soo saarka waferka.

2.Qolka PECVD iyo HDPCVD

Badeecadaha: Qolalka falcelinta ee dahaarka leh ee CVD SiC iyo elektroodhada.

Codsiyada: Kaydinta uumiga kiimikada ee la xoojiyay ee Plasma (PECVD) iyo CVD plasma cufnaanta sare leh (HDPCVD) ayaa loo isticmaalaa in lagu shubo filimada khafiifka ah (tusaale ahaan, lakabyada dielectric, lakabyada passivation). Hawshani waxay sidoo kale ku lug leedahay jawi adag oo balaasma ah. Dahaarka CVD SiC wuxuu ka ilaaliyaa derbiyada qolka iyo elektroodhka nabaad guurka, isagoo hubinaya tayada filimka oo joogto ah iyo yareynta cilladaha.

3. Qalabka lagu tallaalo Ion

BadeecadahaQaybaha beamline-ka ee dahaarka leh ee CVD SiC (tusaale ahaan, daloolada, koobabka Faraday).

Codsiyada: Ku-tallaalidda Ion-ka waxay ion-yada dopant-ka gelisaa substrate-yada semiconductor-ka. Falaadhaha ion-ka ee tamarta sare leh waxay sababi karaan faafitaan iyo nabaad-guur qaybaha soo ifbaxaya. Adkaanta iyo daahirnimada sare ee CVD SiC waxay yareeyaan soo saarista walxaha ka yimaada qaybaha beamline-ka, taasoo ka hortagaysa wasakhowga wafer-ka inta lagu jiro tallaabadan muhiimka ah ee doping-ka.

4. Qaybaha fal-galka epitaxial

Badeecadaha: Suuxdinta dahaarka leh ee CVD SiC iyo qaybiyeyaasha gaaska.

CodsiyadaKoritaanka Epitaxial (EPI) wuxuu ku lug leeyahay korriinka lakabyada kristalinta ee aadka u nidaamsan ee ku yaal substrate heerkul sare. Susceptors-ka dahaaran ee CVD SiC waxay bixiyaan xasillooni kuleyl oo aad u fiican iyo firfircooni kiimiko heerkul sare, iyagoo hubinaya kuleyl isku mid ah iyo ka hortagga wasakheynta susceptor-ka laftiisa, taas oo muhiim u ah gaaritaanka lakabyada epitaxial tayo sare leh.

Maadaama juqraafiyada jajabku ay yaraanayaan oo baahida geeddi-socodku ay sii xoogaysanayso, baahida loo qabo alaab-qeybiyeyaasha dahaarka CVD SiC ee tayada sare leh iyo soosaarayaasha dahaarka CVD ayaa sii kordhaya.

IV. Waa maxay caqabadaha habka dahaarka CVD SiC?

Iyadoo ay jirto faa'iidooyinka waaweyn ee dahaarka CVD SiC, haddana wax soo saarkiisa iyo codsigiisuba waxay weli wajahayaan caqabado geedi socod ah. Xalinta caqabadahan ayaa ah furaha lagu gaarayo waxqabad deggan iyo kharash-oolnimo.

Caqabadaha:

1. Ku dhegganaanta substrate-ka

SiC waxay noqon kartaa mid adag in la gaaro isku-dhejin xooggan oo isku mid ah oo lagu sameeyo walxo kala duwan oo substrate ah (tusaale ahaan, garaafit, silikoon, dhoobada) sababtoo ah kala duwanaanshaha isku-dhafka ballaarinta kulaylka iyo tamarta dusha sare. Ku-dhejinta liidata waxay horseedi kartaa kala-goyn inta lagu jiro wareegga kulaylka ama cadaadiska farsamada.

Xalalka:

Diyaarinta dusha sareNadiifin taxaddar leh iyo daawaynta dusha sare (tusaale ahaan, xoqidda, daawaynta balaasmaha) ee substrate-ka si looga saaro wasakhda loona abuuro dusha sare ee ugu habboon ee isku xidhka.

Isdhex-dhexaadiye: Ku rid lakab khafiif ah oo la habeeyey oo isku xiran ama lakab kayd ah (tusaale ahaan, kaarboon pyrolytic, TaC - oo la mid ah dahaarka CVD TaC ee codsiyada gaarka ah) si loo yareeyo is-waafajinta ballaarinta kulaylka loona dhiirrigeliyo isku-dhejinta.

Hagaaji xuduudaha dhigaalka: Si taxaddar leh u xakamee heerkulka dhigista, cadaadiska, iyo saamiga gaaska si loo wanaajiyo nucleation-ka iyo koritaanka filimada SiC iyo kor u qaadida isku xirnaanta xooggan ee wajiga.

2. Cadaadiska Filimka iyo Dildilaaca

Inta lagu jiro dhigista ama qaboojinta dambe, walbahaarka haray ayaa laga yaabaa inuu ka soo baxo filimada SiC, taasoo keenta dildilaac ama qallooc, gaar ahaan joomatariyada waaweyn ama kuwa adag.

Xalalka:

Xakamaynta Heerkulka: Si sax ah u xakamee heerarka kuleylinta iyo qaboojinta si loo yareeyo shoogga iyo walbahaarka kulaylka.

Dahaarka Gradient-ka: Adeegso hababka dahaarka lakabka badan ama kuwa kala-duwan si aad si tartiib tartiib ah u beddesho qaab-dhismeedka agabka ama qaab-dhismeedka si aad u dejiso walbahaarka.

Qaboojinta Kadib-DhigistaQaybaha dahaarka leh ku dheji si aad u tirtirto walbahaarka haray una hagaajiso hufnaanta filimka.

3. U hoggaansanaanta iyo Midnimada Joomatariyada Adag

Ku shubista dahaarka si siman u qaro weyn oo qaabaysan qaybo leh qaabab adag, saamiyo muuqaal sare leh, ama kanaallo gudaha ah way adkaan kartaa sababtoo ah xaddidaadaha faafinta horudhaca ah iyo dhaqdhaqaaqa falcelinta.

Xalalka:

Hagaajinta Naqshadeynta Reaktor-kaNaqshadeynta fal-galayaasha CVD oo leh dhaqdhaqaaqa socodka gaaska ee la hagaajiyay iyo isku-midnimada heerkulka si loo hubiyo qaybinta isku midka ah ee horudhaca.

Hagaajinta Halbeegga Habka: Hagaaji cadaadiska dhigista, heerka socodka, iyo fiirsashada horudhaca ah si kor loogu qaado faafinta wejiga gaaska ee sifooyinka adag.

Dhigaalka marxalado badan leh: Isticmaal tallaabooyin joogto ah oo ku saabsan dhigista ama qalabka wareega si aad u hubiso in dhammaan dusha sare si fiican loo dahaadhay.

V. Su'aalaha Badiya La Weydiiyo

S1: Waa maxay farqiga ugu muhiimsan ee u dhexeeya CVD SiC iyo PVD SiC ee codsiyada semiconductor-ka?

A: Dahaarka CVD waa qaab-dhismeedyo kiristaalo ah oo tiirar leh oo saafi ah >99.99%, oo ku habboon deegaannada balaasmaha; Dahaarka PVD badanaa waa kuwo aan qaab lahayn/nanocrystalline leh nadiif ah <99.9%, inta badan waxaa loo isticmaalaa dahaarka qurxinta.

S2: Waa maxay heerkulka ugu badan ee dahaarka uu u adkeysan karo?

A: Dulqaad muddo gaaban ah oo ah 1650°C (sida habka daadinta), xadka isticmaalka muddada dheer oo ah 1450°C, oo ka badan heerkulkan ayaa sababi doona kala-guur marxalad ah oo ka bilaabma β-SiC una gudubta α-SiC.

Q3: Kala duwanaanshaha dhumucda dahaarka caadiga ah?

A: Qaybaha Semiconductor-ka badanaa waa 80-150μm, dahaarka EBC-ga ee matoorka diyaaradahana wuxuu gaari karaa 300-500μm.

S4: Waa maxay arrimaha muhiimka ah ee saameeya kharashka?

A: Nadiifnimada kahor (40%), isticmaalka tamarta qalabka (30%), khasaaraha wax soo saarka (20%). Qiimaha halbeegga ee dahaarka sare wuxuu gaari karaa $5,000/kg.

S5: Waa maxay alaab-qeybiyeyaasha ugu waaweyn adduunka?

A: Yurub iyo Mareykanka: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Aasiya: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taiwan), Scientech (Taiwan)