குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், ஆக்சிஜனேற்றம், பரவல், பதப்படுத்துதல் மற்றும் LPCVD படிவு போன்ற வேஃபர் உருவாக்கப் படிநிலைகளுக்கு உயர்-வெப்பநிலை வெப்பச் செயலாக்கம் இன்றியமையாதது. இந்தச் செயல்முறைகள் பொதுவாக 800°C முதல் 1200°C வரை இயங்கும் குறைக்கடத்தி உலை அமைப்புகளுக்குள் செய்யப்படுகின்றன. அங்கு, வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை, மாசுக்கட்டுப்பாடு மற்றும் வாயுவின் சீரான தன்மை ஆகியவை வேஃபர் உற்பத்தி மற்றும் சாதனத்தின் செயல்திறனை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன.
உலையின் முக்கிய பாகங்களில்,SiC பரவல் குழாய்சிலிக்கான் கார்பைடு பரவல் குழாய் அல்லது SiC உலைக் குழாய் என்றும் அழைக்கப்படும் இது, ஒரு நிலையான செயல்முறைச் சூழலைப் பராமரிப்பதில் மையப் பங்கு வகிக்கிறது. பாரம்பரிய குவார்ட்ஸ் உலைக் குழாய்களுடன் ஒப்பிடுகையில், SiC பரவல் குழாய்கள் அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறன், சிறந்த இயந்திர வலிமை மற்றும் கடுமையான குறைக்கடத்தி வேதியியல்களுக்கு மேலான எதிர்ப்புத்திறன் ஆகியவற்றை வழங்குகின்றன. இதனால், மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் இவை பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன.
SiC பரவல் குழாய் என்பது என்ன?
SiC பரவல் குழாய் என்பது குறைக்கடத்தி பரவல் மற்றும் LPCVD உலை அமைப்புகளுக்குள் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு உருளை வடிவ உயர்-வெப்பநிலை பீங்கான் அறையாகும். வேஃபர் செயலாக்கத்திற்காக ஒரு தூய்மையான மற்றும் வெப்பரீதியாக நிலையான சூழலை உருவாக்குவதே இதன் முதன்மைப் பணியாகும்.
செயல்பாட்டின் போது, சிலிக்கான் வேஃபர்கள் ஏற்றப்பட்ட வேஃபர் படகுகள் குழாயின் உள்ளே நிலைநிறுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் செயல்முறை வாயுக்கள் கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலை நிலைகளின் கீழ் அறை வழியாகப் பாய்கின்றன. பரவல் குழாய் பின்வருவனவற்றைப் பராமரிக்க உதவுகிறது:
● நிலையான வெப்பப் பரவல்
●சீரான வாயு ஓட்டம்
●குறைந்த துகள் மாசுபாடு
●கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வேதியியல் வினைகள்
SiC பரவல் குழாய்கள் பின்வருவனவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
●குறைக்கடத்தி பரவல் உலைகள்
●LPCVD உலை அமைப்புகள்
●வெப்ப ஆக்சிஜனேற்ற உபகரணங்கள்
● பதப்படுத்தும் அமைப்புகள்
பொதுவான பயன்பாடுகள் பின்வருமாறு:
●சிலிக்கான் ஆக்சிஜனேற்றம்
●பாஸ்பரஸ் பரவல்
●போரான் பரவல்
● பாலிசிலிக்கான் படிவு
●சிலிக்கான் நைட்ரைடு படிவு
நவீன உற்பத்தி ஆலைகளில், உலைச் செயல்முறை சீரான தன்மைக்கான தேவைகள் மிகவும் கடுமையானவை. உதாரணமாக, மேம்பட்ட LPCVD செயல்முறைகளுக்கு, உலை மண்டலம் முழுவதும் வேஃபர் வெப்பநிலை ±1°C முதல் ±3°C வரை சீராக இருக்க வேண்டியிருக்கலாம். பரவல் குழாயின் வெப்பச் செயல்திறன் இந்தத் திறனை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது.
பரவல் குழாய்களுக்கு சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) ஏன் பயன்படுத்தப்படுகிறது?
உயர் வெப்பநிலை குறைக்கடத்தி செயல்முறை நிலைமைகளின் கீழ் SiC-இன் விதிவிலக்கான பொருள் பண்புகளிலிருந்து, சிலிக்கான் கார்பைடு பரவல் குழாய்களின் பயன்பாடு அதிகரித்து வருகிறது.
மிக முக்கியமான நன்மைகளில் ஒன்று வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆகும். SiC ஆனது 1200°C-க்கு மேற்பட்ட வெப்பநிலையில் தொடர்ச்சியாக இயங்கக்கூடியது, அதே சமயம் மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் வெப்ப சுழற்சியின் போதும் அதன் வலுவான கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டைப் பராமரிக்கிறது.
மற்றொரு முக்கிய நன்மை வெப்பக் கடத்துத்திறன் ஆகும். SiC-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் பொதுவாகச் சுமார்:
● உயர் தூய்மை SiC-க்கு 120–200 W/m·K
●குவார்ட்ஸுடன் ஒப்பிடும்போது வெறும் ~1.4 W/m·K
இந்த குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு, உலைக்குள் வேகமான மற்றும் சீரான வெப்பப் பரிமாற்றத்தை அனுமதித்து, வேஃபருக்கு வேஃபர் செயல்முறை நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த உதவுகிறது.
SiC மேலும் வழங்குவது:
●குளோரின் மற்றும் புளோரின் அடிப்படையிலான செயல்முறை வாயுக்களுக்கு சிறந்த எதிர்ப்புத்திறன்
●குவார்ட்ஸை விட அதிக இயந்திர வலிமை
● வெப்ப அதிர்ச்சிக்கு சிறந்த எதிர்ப்புத்திறன்
● நீண்ட உற்பத்திச் சுழற்சிகளின் போது உருக்குலைவு ஏற்படும் அபாயம் குறைவு
இந்தப் பண்புகள், நீண்ட இயக்க நேரமும் நிலையான செயல்முறை மீள்நிகழ்வும் இன்றியமையாததாக உள்ள மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி வெப்பச் செயலாக்கச் சூழல்களுக்கு SiC உலைக் குழாய்களைக் குறிப்பாகப் பொருத்தமானதாக ஆக்குகின்றன.
SiC பரவல் குழாய்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் வடிவமைப்பு பண்புகள்
பெரும்பாலான குறைக்கடத்தி SiC பரவல் குழாய்கள், செங்குத்து அல்லது கிடைமட்ட உலை அமைப்புகளுக்காக உகந்ததாக்கப்பட்ட துல்லியமான உருளை வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.
சாதாரண தொழில்துறை செராமிக் குழாய்களைப் போலல்லாமல், குறைக்கடத்தி தர SiC குழாய்களுக்கு மிகவும் இறுக்கமான உற்பத்தி சகிப்புத்தன்மை தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் சிறிய பரிமாண மாற்றங்கள் பின்வருவனவற்றைப் பாதிக்கக்கூடும்:
●வாயு தங்கும் நேரம்
●வெப்பப் பரவல்
●வேஃபர் இடைவெளி
●படியவைப்பு சீரான தன்மை
உட்புற மேற்பரப்பின் தரமும் மிகவும் முக்கியமானது. வழவழப்பான மற்றும் உயர் தூய்மையான மேற்பரப்புகள் பின்வருவனவற்றைக் குறைக்க உதவுகின்றன:
●துகள் உருவாக்கம்
●செயல்முறை எச்சம் குவிதல்
●உலோக மாசுபாடு
சில மேம்பட்ட உலைக் குழாய்கள், அரிப்புத் தடுப்புத்திறனையும் மேற்பரப்புத் தூய்மையையும் மேலும் மேம்படுத்துவதற்காக CVD SiC பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
சுவரின் தடிமன் மற்றும் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு ஆகியவை வெப்பத் திறனையும் இயந்திரவியல் நீடித்துழைப்பையும் சமநிலைப்படுத்த வேண்டும். குறைக்கடத்தி செயலாக்கத்தின் போது, உலைக் குழாய்கள் அவற்றின் செயல்பாட்டுக் காலத்தில் நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான வெப்பமூட்டும் மற்றும் குளிர்விக்கும் சுழற்சிகளை எதிர்கொள்ளக்கூடும்.
குறைக்கடத்தி செயல்முறைகளில் SiC பரவல் குழாய்களின் பங்கு
குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், SiC பரவல் குழாய் என்பது வெறும் ஒரு பௌதீக அறையாக மட்டும் செயல்படுவதில்லை. அது செயல்முறை நிலைத்தன்மை மற்றும் சிலிக்கான் தகட்டின் தரத்தை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது.
வெப்ப ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளில், உயர்தர ஆக்சைடு படலங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு அவசியமான சீரான ஆக்சிஜன் ஓட்டம் மற்றும் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்க இந்தக் குழாய் உதவுகிறது.
பரவல் செயல்முறைகளில், SiC குழாயின் உள்ளே உள்ள நிலையான வாயு ஓட்டமானது, பாஸ்பரஸ் அல்லது போரான் பரவலுக்கான கலப்புப் பொருள்களின் துல்லியமான விநியோகத்தை ஆதரிக்கிறது.
பாலிசிலிக்கான் மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைடு படிதல் போன்ற LPCVD பயன்பாடுகளில், SiC-இன் வெப்பக் கடத்தும் திறனானது, வேஃபர் தொகுதி முழுவதும் படலத்தின் தடிமன் சீரான தன்மையை மேம்படுத்த உதவுகிறது.
SiC பரவல் குழாய்களின் பொதுவான பிரச்சனைகள்
SiC சிறந்த நீடித்துழைக்கும் தன்மையை வழங்கினாலும், குறைக்கடத்தி செயல்முறை நிலைமைகளின் கீழ் பரவல் குழாய்கள் நீண்ட கால தேய்மானத்திற்கு உள்ளாகின்றன.
ஒரு பொதுவான பிரச்சினை என்னவென்றால், மேற்பரப்பு பழமையடைதல் அல்லது செயல்முறை எச்சங்கள் குவிவதால் ஏற்படும் துகள் மாசுபடுதல் ஆகும். காலப்போக்கில், உயர் வெப்பநிலை வேதிப்பொருட்களுக்கு மீண்டும் மீண்டும் வெளிப்படுவதால், உட்புற மேற்பரப்பு படிப்படியாக சொரசொரப்பாகி, மாசுபடும் அபாயம் அதிகரிக்கிறது.
வெப்ப விரிசல் என்பது மற்றொரு சவாலாகும். விரைவான வெப்பநிலை உயர்வு அல்லது சீரற்ற வேஃபர் சுமையேற்றம் ஆகியவை வெப்ப அழுத்தத்தை உருவாக்கக்கூடும், இது இறுதியில் நுண் விரிசல்கள் அல்லது கட்டமைப்புச் சிதைவை ஏற்படுத்தக்கூடும்.
தீவிரமான ஹாலஜன் அடிப்படையிலான சுத்தப்படுத்தும் சூழல்களிலும் இரசாயன அரிப்பு ஏற்படலாம். ஃபுளூரின் கலந்த வாயுக்களுடன் நீண்டகாலம் தொடர்பில் இருப்பது, குழாயின் மேற்பரப்பை மெதுவாகச் சிதைத்து, செயல்முறை நிலைத்தன்மையைப் பாதிக்கக்கூடும்.
உற்பத்திச் சூழல்களில், இந்தச் சிக்கல்கள் பின்வருவனவற்றுக்கு வழிவகுக்கலாம்:
● வெப்பநிலை மாறுபாடு
●திரைப்பட சீரற்ற தன்மை
●அதிகரித்த துகள்களின் எண்ணிக்கை
●செயல்முறை மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்தன்மை குறைக்கப்பட்டது
இதன் காரணமாக, குறைக்கடத்தி உற்பத்தி ஆலைகள் வழக்கமான தகுதிச் சரிபார்ப்பு மற்றும் தடுப்புப் பராமரிப்புத் திட்டங்கள் மூலம் உலைக்குழாயின் செயல்திறனைக் கண்காணிக்கின்றன.
பராமரிப்பு மற்றும் ஆயுட்கால மேலாண்மை
செயல்பாட்டு ஆயுளை நீட்டிக்க முறையான பராமரிப்பு அவசியம்.SiC உலை குழாய்கள்மற்றும் நிலையான குறைக்கடத்தி செயல்முறை செயல்திறனைப் பராமரித்தல்.
பெரும்பாலான உற்பத்தி ஆலைகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கிய திட்டமிடப்பட்ட ஆய்வு சுழற்சிகளைச் செயல்படுத்துகின்றன:
● காட்சிவழி மேற்பரப்பு ஆய்வு
●துகள் போக்கு கண்காணிப்பு
● உலை தகுதிச் சோதனை
●வெப்பச் சீரான தன்மை சரிபார்ப்பு
செயல்முறை எச்சங்களை அகற்ற, ஈர இரசாயன சுத்திகரிப்பு அல்லது உயர் வெப்பநிலை வெப்பச் சுத்திகரிப்பு முறைகள் போன்ற சுத்தப்படுத்தும் முறைகள் பயன்படுத்தப்படலாம்.
அதிக அளவிலான குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், பரவல் குழாய் மாற்றுதல் பெரும்பாலும் பின்வருவனவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டது:
●செயல்முறை நேரம்
●வெப்ப சுழற்சி எண்ணிக்கைகள்
●துகள் செயல்திறன்
●தகுதி வரம்புகள்
வெளிப்படையான சேதம் ஏற்படும் வரை காத்திருப்பதை விட, செயல்முறை விலகல் வேஃபர் உற்பத்தியைப் பாதிக்கும் முன்பே, ஃபேப்கள் பொதுவாக உலைக் குழாய்களை மாற்றிவிடுகின்றன.
குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பம் சிறிய செயல்முறை முனைகள் மற்றும் அதிகத் தேவைப்படும் வெப்பப் பயன்பாடுகளை நோக்கி முன்னேறி வருவதால், நம்பகமானவற்றின் முக்கியத்துவம்...சிலிக்கான் கார்பைடு பரவல் குழாய்கள்தொடர்ந்து வளர்ச்சி அடையும். நிலையான வெப்பச் செயலாக்கத்தை ஆதரிக்கும் அவற்றின் திறன், குறைந்த மாசுபடுதல் மற்றும் நீண்ட கால உலை நம்பகத்தன்மை ஆகியவை நவீன குறைக்கடத்தி உற்பத்தி உபகரணங்களில் அவற்றை முக்கிய அங்கங்களாக ஆக்குகின்றன.
பதிவிட்ட நேரம்: மே-08-2026