సివిడిSiC పూతఆశ్చర్యకరమైన రేటుతో సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియల పరిమితులను పునర్నిర్మిస్తోంది. ఈ సరళమైన పూత సాంకేతికత చిప్ తయారీలో కణ కాలుష్యం, అధిక-ఉష్ణోగ్రత తుప్పు మరియు ప్లాస్మా కోత అనే మూడు ప్రధాన సవాళ్లకు కీలక పరిష్కారంగా మారింది. ప్రపంచంలోని అగ్రశ్రేణి సెమీకండక్టర్ పరికరాల తయారీదారులు దీనిని తదుపరి తరం పరికరాలకు ప్రామాణిక సాంకేతికతగా జాబితా చేశారు. కాబట్టి, ఈ పూతను చిప్ తయారీ యొక్క "అదృశ్య కవచం"గా ఏది చేస్తుంది? ఈ వ్యాసం దాని సాంకేతిక సూత్రాలు, ప్రధాన అనువర్తనాలు మరియు అత్యాధునిక పురోగతులను లోతుగా విశ్లేషిస్తుంది.
Ⅰ. CVD SiC పూత యొక్క నిర్వచనం
CVD SiC పూత అనేది రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) ప్రక్రియ ద్వారా ఒక ఉపరితలంపై జమ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) యొక్క రక్షిత పొరను సూచిస్తుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది సిలికాన్ మరియు కార్బన్ యొక్క సమ్మేళనం, ఇది అద్భుతమైన కాఠిన్యం, అధిక ఉష్ణ వాహకత, రసాయన జడత్వం మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకతకు ప్రసిద్ధి చెందింది. CVD సాంకేతికత అధిక-స్వచ్ఛత, దట్టమైన మరియు ఏకరీతి మందం కలిగిన SiC పొరను ఏర్పరుస్తుంది మరియు సంక్లిష్ట జ్యామితికి అత్యంత అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఇది సాంప్రదాయ బల్క్ మెటీరియల్స్ లేదా ఇతర పూత పద్ధతుల ద్వారా తీర్చలేని డిమాండ్ ఉన్న అప్లికేషన్లకు CVD SiC పూతలను చాలా అనుకూలంగా చేస్తుంది.
Ⅱ. CVD ప్రక్రియ సూత్రం
రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) అనేది అధిక-నాణ్యత, అధిక-పనితీరు గల ఘన పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక బహుముఖ తయారీ పద్ధతి. CVD యొక్క ప్రధాన సూత్రం వేడిచేసిన ఉపరితల ఉపరితలంపై వాయు పూర్వగాముల ప్రతిచర్యను కలిగి ఉంటుంది, తద్వారా ఘన పూత ఏర్పడుతుంది.
SiC CVD ప్రక్రియ యొక్క సరళీకృత వివరణ ఇక్కడ ఉంది:
CVD ప్రక్రియ సూత్ర రేఖాచిత్రం
1. పూర్వగామి పరిచయం: వాయు పూర్వగాములు, సాధారణంగా సిలికాన్ కలిగిన వాయువులు (ఉదా., మిథైల్ట్రిక్లోరోసిలేన్ - MTS, లేదా సిలేన్ - SiH₄) మరియు కార్బన్ కలిగిన వాయువులు (ఉదా., ప్రొపేన్ - C₃H₈), ప్రతిచర్య గదిలోకి ప్రవేశపెట్టబడతాయి.
2. గ్యాస్ డెలివరీ: ఈ పూర్వగామి వాయువులు వేడిచేసిన ఉపరితలంపై ప్రవహిస్తాయి.
3. అధిశోషణం: పూర్వగామి అణువులు వేడి ఉపరితల ఉపరితలంపై శోషించుకుంటాయి.
4. ఉపరితల ప్రతిచర్య: అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, శోషించబడిన అణువులు రసాయన ప్రతిచర్యలకు లోనవుతాయి, ఫలితంగా పూర్వగామి కుళ్ళిపోయి ఘన SiC ఫిల్మ్ ఏర్పడుతుంది. ఉపఉత్పత్తులు వాయువుల రూపంలో విడుదలవుతాయి.
5. డీసార్ప్షన్ మరియు ఎగ్జాస్ట్: వాయు ఉపఉత్పత్తులు ఉపరితలం నుండి నిష్క్రమించి, ఆపై గది నుండి నిష్క్రమిస్తాయి. ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, వాయు ప్రవాహ రేటు మరియు పూర్వగామి సాంద్రత యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ మందం, స్వచ్ఛత, స్ఫటికీకరణ మరియు సంశ్లేషణతో సహా కావలసిన ఫిల్మ్ లక్షణాలను సాధించడానికి చాలా కీలకం.
Ⅲ. సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలలో CVD SiC పూతల ఉపయోగాలు
సెమీకండక్టర్ తయారీలో CVD SiC పూతలు తప్పనిసరి ఎందుకంటే వాటి ప్రత్యేక లక్షణాల కలయిక తయారీ వాతావరణం యొక్క తీవ్రమైన పరిస్థితులు మరియు కఠినమైన స్వచ్ఛత అవసరాలను నేరుగా తీరుస్తుంది. అవి ప్లాస్మా తుప్పు, రసాయన దాడి మరియు కణ ఉత్పత్తికి నిరోధకతను పెంచుతాయి, ఇవన్నీ వేఫర్ దిగుబడిని మరియు పరికరాల సమయ వ్యవధిని పెంచడానికి కీలకం.
కొన్ని సాధారణ CVD SiC పూత పూసిన భాగాలు మరియు వాటి అప్లికేషన్ దృశ్యాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి:
1. ప్లాస్మా ఎచింగ్ చాంబర్ మరియు ఫోకస్ రింగ్
ఉత్పత్తులు: CVD SiC పూత పూసిన లైనర్లు, షవర్ హెడ్లు, ససెప్టర్లు మరియు ఫోకస్ రింగులు.
అప్లికేషన్: ప్లాస్మా ఎచింగ్లో, వేఫర్ల నుండి పదార్థాలను ఎంపిక చేసి తొలగించడానికి అత్యంత చురుకైన ప్లాస్మాను ఉపయోగిస్తారు. పూత పూయబడని లేదా తక్కువ మన్నికైన పదార్థాలు వేగంగా క్షీణిస్తాయి, ఫలితంగా కణ కాలుష్యం మరియు తరచుగా డౌన్టైమ్ ఏర్పడుతుంది. CVD SiC పూతలు దూకుడు ప్లాస్మా రసాయనాలకు (ఉదా., ఫ్లోరిన్, క్లోరిన్, బ్రోమిన్ ప్లాస్మాలు) అద్భుతమైన నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి, కీలకమైన చాంబర్ భాగాల జీవితాన్ని పొడిగిస్తాయి మరియు కణ ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తాయి, ఇది నేరుగా వేఫర్ దిగుబడిని పెంచుతుంది.
2.PECVD మరియు HDPCVD గదులు
ఉత్పత్తులు: CVD SiC పూతతో కూడిన ప్రతిచర్య గదులు మరియు ఎలక్ట్రోడ్లు.
అప్లికేషన్లు: ప్లాస్మా మెరుగైన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (PECVD) మరియు అధిక సాంద్రత కలిగిన ప్లాస్మా CVD (HDPCVD) లను సన్నని పొరలను (ఉదా., డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలు, నిష్క్రియాత్మక పొరలు) డిపాజిట్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ ప్రక్రియలు కఠినమైన ప్లాస్మా వాతావరణాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. CVD SiC పూతలు గది గోడలు మరియు ఎలక్ట్రోడ్లను కోత నుండి రక్షిస్తాయి, స్థిరమైన ఫిల్మ్ నాణ్యతను నిర్ధారిస్తాయి మరియు లోపాలను తగ్గిస్తాయి.
3. అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ పరికరాలు
ఉత్పత్తులు: CVD SiC పూత పూసిన బీమ్లైన్ భాగాలు (ఉదా., ఎపర్చర్లు, ఫెరడే కప్పులు).
అప్లికేషన్లు: అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ డోపాంట్ అయాన్లను సెమీకండక్టర్ సబ్స్ట్రేట్లలోకి ప్రవేశపెడుతుంది. అధిక-శక్తి అయాన్ కిరణాలు బహిర్గత భాగాల చిమ్మడం మరియు కోతకు కారణమవుతాయి. CVD SiC యొక్క కాఠిన్యం మరియు అధిక స్వచ్ఛత బీమ్లైన్ భాగాల నుండి కణాల ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తాయి, ఈ క్లిష్టమైన డోపింగ్ దశలో వేఫర్ల కాలుష్యాన్ని నివారిస్తాయి.
4. ఎపిటాక్సియల్ రియాక్టర్ భాగాలు
ఉత్పత్తులు: CVD SiC పూత కలిగిన ససెప్టర్లు మరియు గ్యాస్ డిస్ట్రిబ్యూటర్లు.
అప్లికేషన్లు: ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ (EPI) అనేది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఒక ఉపరితలంపై అధిక ఆర్డర్ కలిగిన స్ఫటికాకార పొరలను పెంచడం. CVD SiC పూతతో కూడిన ససెప్టర్లు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు రసాయన జడత్వాన్ని అందిస్తాయి, ఏకరీతి తాపనాన్ని నిర్ధారిస్తాయి మరియు ససెప్టర్ యొక్క కాలుష్యాన్ని నివారిస్తాయి, ఇది అధిక-నాణ్యత ఎపిటాక్సియల్ పొరలను సాధించడంలో కీలకం.
చిప్ జ్యామితి తగ్గిపోవడం మరియు ప్రాసెస్ డిమాండ్లు తీవ్రమవుతున్నందున, అధిక-నాణ్యత CVD SiC పూత సరఫరాదారులు మరియు CVD పూత తయారీదారులకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉంది.
IV. CVD SiC పూత ప్రక్రియ యొక్క సవాళ్లు ఏమిటి?
CVD SiC పూత యొక్క గొప్ప ప్రయోజనాలు ఉన్నప్పటికీ, దాని తయారీ మరియు అనువర్తనం ఇప్పటికీ కొన్ని ప్రక్రియ సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది. ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించడం స్థిరమైన పనితీరు మరియు ఖర్చు-ప్రభావాన్ని సాధించడానికి కీలకం.
సవాళ్లు:
1. ఉపరితలానికి సంశ్లేషణ
ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాలు మరియు ఉపరితల శక్తిలో తేడాల కారణంగా వివిధ ఉపరితల పదార్థాలకు (ఉదా. గ్రాఫైట్, సిలికాన్, సిరామిక్) బలమైన మరియు ఏకరీతి సంశ్లేషణను సాధించడం SiCకి సవాలుగా ఉంటుంది. పేలవమైన సంశ్లేషణ థర్మల్ సైక్లింగ్ లేదా యాంత్రిక ఒత్తిడి సమయంలో డీలామినేషన్కు దారితీస్తుంది.
పరిష్కారాలు:
ఉపరితల తయారీ: కలుషితాలను తొలగించడానికి మరియు బంధానికి సరైన ఉపరితలాన్ని సృష్టించడానికి ఉపరితలం యొక్క ఖచ్చితమైన శుభ్రపరచడం మరియు ఉపరితల చికిత్స (ఉదా., ఎచింగ్, ప్లాస్మా చికిత్స).
ఇంటర్లేయర్: థర్మల్ విస్తరణ అసమతుల్యతను తగ్గించడానికి మరియు సంశ్లేషణను ప్రోత్సహించడానికి సన్నని మరియు అనుకూలీకరించిన ఇంటర్లేయర్ లేదా బఫర్ పొరను (ఉదా., పైరోలైటిక్ కార్బన్, TaC - నిర్దిష్ట అనువర్తనాల్లో CVD TaC పూతను పోలి ఉంటుంది) జమ చేయండి.
నిక్షేపణ పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయండి: SiC ఫిల్మ్ల న్యూక్లియేషన్ మరియు పెరుగుదలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మరియు బలమైన ఇంటర్ఫేషియల్ బంధాన్ని ప్రోత్సహించడానికి నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు వాయు నిష్పత్తిని జాగ్రత్తగా నియంత్రించండి.
2. ఫిల్మ్ స్ట్రెస్ మరియు క్రాకింగ్
నిక్షేపణ లేదా తదుపరి శీతలీకరణ సమయంలో, SiC ఫిల్మ్లలో అవశేష ఒత్తిళ్లు అభివృద్ధి చెందుతాయి, ముఖ్యంగా పెద్ద లేదా సంక్లిష్టమైన జ్యామితిపై పగుళ్లు లేదా వార్పింగ్కు కారణమవుతాయి.
పరిష్కారాలు:
ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ: థర్మల్ షాక్ మరియు ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి తాపన మరియు శీతలీకరణ రేట్లను ఖచ్చితంగా నియంత్రించండి.
గ్రేడియంట్ పూత: ఒత్తిడిని తట్టుకునేందుకు పదార్థ కూర్పు లేదా నిర్మాణాన్ని క్రమంగా మార్చడానికి బహుళ పొరల లేదా ప్రవణత పూత పద్ధతులను ఉపయోగించండి.
పోస్ట్-డిపాజిషన్ అన్నేలింగ్: అవశేష ఒత్తిడిని తొలగించడానికి మరియు ఫిల్మ్ సమగ్రతను మెరుగుపరచడానికి పూత పూసిన భాగాలను అనెల్ చేయండి.
3. సంక్లిష్ట జ్యామితిపై అనుగుణ్యత మరియు ఏకరూపత
పూర్వగామి వ్యాప్తి మరియు ప్రతిచర్య గతిశాస్త్రంలో పరిమితుల కారణంగా సంక్లిష్ట ఆకారాలు, అధిక కారక నిష్పత్తులు లేదా అంతర్గత ఛానెల్లు కలిగిన భాగాలపై ఏకరీతిలో మందంగా మరియు కన్ఫార్మల్ పూతలను జమ చేయడం కష్టంగా ఉంటుంది.
పరిష్కారాలు:
రియాక్టర్ డిజైన్ ఆప్టిమైజేషన్: పూర్వగాముల ఏకరీతి పంపిణీని నిర్ధారించడానికి ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన గ్యాస్ ప్రవాహ డైనమిక్స్ మరియు ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపతతో CVD రియాక్టర్లను రూపొందించండి.
ప్రాసెస్ పరామితి సర్దుబాటు: సంక్లిష్ట లక్షణాలలోకి గ్యాస్ దశ విస్తరణను పెంచడానికి నిక్షేపణ పీడనం, ప్రవాహ రేటు మరియు పూర్వగామి సాంద్రతను చక్కగా ట్యూన్ చేయండి.
బహుళ-దశల నిక్షేపణ: అన్ని ఉపరితలాలు తగినంతగా పూత పూయబడ్డాయని నిర్ధారించుకోవడానికి నిరంతర నిక్షేపణ దశలను లేదా తిరిగే ఫిక్చర్లను ఉపయోగించండి.
వి. తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
Q1: సెమీకండక్టర్ అప్లికేషన్లలో CVD SiC మరియు PVD SiC మధ్య ప్రధాన తేడా ఏమిటి?
A: CVD పూతలు ప్లాస్మా వాతావరణాలకు అనువైన >99.99% స్వచ్ఛత కలిగిన స్తంభాకార క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు; PVD పూతలు ఎక్కువగా <99.9% స్వచ్ఛతతో నిరాకార/నానోక్రిస్టలైన్గా ఉంటాయి, వీటిని ప్రధానంగా అలంకరణ పూతలకు ఉపయోగిస్తారు.
Q2: పూత తట్టుకోగల గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత ఎంత?
A: 1650°C (అనియలింగ్ ప్రక్రియ వంటివి) స్వల్పకాలిక సహనం, దీర్ఘకాలిక వినియోగ పరిమితి 1450°C, ఈ ఉష్ణోగ్రతను మించితే β-SiC నుండి α-SiCకి దశ పరివర్తన జరుగుతుంది.
Q3: సాధారణ పూత మందం పరిధి?
A: సెమీకండక్టర్ భాగాలు ఎక్కువగా 80-150μm, మరియు ఎయిర్క్రాఫ్ట్ ఇంజిన్ EBC పూతలు 300-500μm చేరుకోగలవు.
Q4: ఖర్చును ప్రభావితం చేసే ముఖ్య అంశాలు ఏమిటి?
A: పూర్వగామి స్వచ్ఛత (40%), పరికరాల శక్తి వినియోగం (30%), దిగుబడి నష్టం (20%). హై-ఎండ్ పూతల యూనిట్ ధర $5,000/కిలోకు చేరుకుంటుంది.
Q5: ప్రధాన ప్రపంచ సరఫరాదారులు ఎవరు?
జ: యూరప్ మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్: కూర్స్టెక్, మెర్సెన్, ఐయోన్బాండ్; ఆసియా: సెమిక్స్లాబ్, వెటెక్సెమికాన్, కల్లెక్స్ (తైవాన్), సైంటెక్ (తైవాన్)
పోస్ట్ సమయం: జూన్-09-2025