CVDСарпӯши SiCҳудуди процессҳои истеҳсоли нимноқилҳоро бо суръати ҳайратангез аз нав шакл дода истодааст. Ин технологияи ба назар соддаи пӯшиш як ҳалли калидии се мушкилоти асосии олудашавии зарраҳо, зангзании ҳарорати баланд ва эрозияи плазма дар истеҳсоли чипҳо гардид. Истеҳсолкунандагони беҳтарини таҷҳизоти нимноқилҳои ҷаҳон онро ҳамчун технологияи стандартии таҷҳизоти насли оянда номбар кардаанд. Пас, чӣ ин рӯйпӯшро "зиреҳи ноаён" -и истеҳсоли чип месозад? Ин мақола принсипҳои техникии он, барномаҳои асосӣ ва пешрафтҳои пешқадамро амиқ таҳлил мекунад.
Ⅰ. Муайян кардани пӯшиши CVD SiC
Сарпӯши CVD SiC ба қабати муҳофизатии карбиди кремний (SiC) дахл дорад, ки тавассути раванди таҳшиншавии буғи химиявӣ (CVD) дар субстрат гузошта шудааст. Карбиди кремний як пайвастагии кремний ва карбон аст, ки бо сахтии аъло, гузаронандаи гармии баланд, беэътибории кимиёвӣ ва муқовимат ба ҳарорати баланд маълум аст. Технологияи CVD метавонад як қабати ғафсии баланд, зич ва якхелаи SiC-ро ташкил диҳад ва ба геометрияҳои мураккаб хеле мувофиқ бошад. Ин рӯйпӯшҳои CVD SiC-ро барои барномаҳои серталаб хеле мувофиқ месозад, ки бо маводи анъанавии қаҳва ё усулҳои дигари пӯшиш қонеъ карда намешаванд.
Ⅱ. Принсипи раванди CVD
Ҷойгиркунии буғи кимиёвӣ (CVD) як усули бисёрҷанбаи истеҳсолӣ мебошад, ки барои истеҳсоли маводи сахти баландсифат ва баландсифат истифода мешавад. Принсипи асосии CVD реаксияи прекурсорҳои газро дар сатҳи субстрати тафсон барои ташаккули як қабати сахт дар бар мегирад.
Ин аст тақсимоти соддакардашудаи раванди SiC CVD:
Диаграммаи принсипи раванди CVD
1. Муқаддимаи прекурсор: Прекурсорҳои газӣ, маъмулан газҳои кремнийдор (масалан, метилрихлоросилан – МТС, ё силан – SiH₄) ва газҳои карбондор (масалан, пропан – C₃H₈) ба камераи реаксия ворид карда мешаванд.
2. Интиқоли газ: Ин газҳои пешгузашта аз болои субстрати гармшуда ҷорӣ мешаванд.
3. Адсорбсия: Молекулаҳои прекурсорҳо ба сатҳи субстрати гарм адсорб мешаванд.
4. Реаксияи рӯизаминӣ: Дар ҳарорати баланд, молекулаҳои адсорбшуда реаксияҳои химиявиро аз сар мегузаронанд, ки дар натиҷа прекурсор таҷзия мешавад ва қабати сахти SiC ба вуҷуд меояд. Маҳсулоти иловагӣ дар шакли газҳо бароварда мешаванд.
5. Десорбсия ва ихроҷ: Маҳсулоти газӣ аз рӯи об десорб мешавад ва сипас аз камера хориҷ мешавад. Назорати дақиқи ҳарорат, фишор, суръати ҷараёни газ ва консентратсияи прекурсорҳо барои ноил шудан ба хосиятҳои дилхоҳи филм, аз ҷумла ғафсӣ, покӣ, кристаллӣ ва пайвастшавӣ муҳим аст.
Ⅲ. Истифодаи Coatings CVD SiC дар равандҳои нимноқилҳо
Кабатҳои CVD SiC дар истеҳсоли нимноқилҳо ҳатмӣ мебошанд, зеро омезиши беназири хосиятҳои онҳо мустақиман ба шароитҳои шадид ва талаботи қатъии тозагии муҳити истеҳсолӣ мувофиқат мекунад. Онҳо муқовимат ба зангзании плазма, ҳамлаи кимиёвӣ ва тавлиди зарраҳоро афзоиш медиҳанд, ки ҳама барои баланд бардоштани ҳосили вафли ва вақти кори таҷҳизот муҳиманд.
Инҳоянд баъзе қисмҳои маъмули CVD SiC ва сенарияҳои татбиқи онҳо:
1. Палатаи Etching Плазма ва Ринг Фокус
Маҳсулот: Лайнерҳои бо CVD SiC пӯшонидашуда, сарпӯшҳои душ, ҳассосҳо ва ҳалқаҳои фокус.
Ариза: Ҳангоми пошидани плазма, плазмаи хеле фаъол барои интихобан тоза кардани маводҳо аз вафлиҳо истифода мешавад. Маводҳои пӯшониданашуда ё камтар пойдор зуд хароб мешаванд, ки дар натиҷа олудашавии зарраҳо ва бекористии зуд-зуд мегардад. Қабати CVD SiC ба кимиёвии хашмгини плазма (масалан, фтор, хлор, плазмаҳои бром) муқовимати аъло доранд, умри ҷузъҳои асосии камераро дароз мекунанд ва тавлиди зарраҳоро коҳиш медиҳанд, ки бевосита ҳосили вафлиро зиёд мекунад.
2.Палатаҳои PECVD ва HDPCVD
Маҳсулот: Камераҳои реаксияи CVD SiC ва электродҳо.
Барномаҳо: Паҳншавии буғи химиявии плазма (PECVD) ва CVD плазмаи зичии баланд (HDPCVD) барои гузоштани филмҳои тунук (масалан, қабатҳои диэлектрикӣ, қабатҳои пассиватсия) истифода мешаванд. Ин равандҳо инчунин муҳити сахти плазмаро дар бар мегиранд. Рӯйпӯшҳои CVD SiC деворҳо ва электродҳои камераро аз эрозия муҳофизат мекунанд, сифати пайвастаи филмро таъмин мекунанд ва камбудиҳоро кам мекунанд.
3. Тачхизоти имплантациям ионй
Маҳсулот: Ҷузъҳои нури CVD SiC пӯшонидашуда (масалан, диафрагмаҳо, пиёлаҳои Фарадей).
Барномаҳо: Имплантатсияи ион ионҳои допантро ба субстратҳои нимноқил ворид мекунад. Нурҳои ионҳои дорои энергияи баланд метавонанд боиси пошидан ва эрозияи ҷузъҳои фошшуда шаванд. Сахтӣ ва тозагии баланди CVD SiC тавлиди зарраҳоро аз ҷузъҳои чӯб кам карда, ифлосшавии вафлиҳоро дар ин марҳилаи муҳими допинг пешгирӣ мекунад.
4. Қисмҳои реактори эпитаксиалӣ
Маҳсулот: ҳассосиятҳои CVD SiC бо пӯшида ва паҳнкунандаи газ.
Барномаҳо: Афзоиши эпитаксиалӣ (EPI) афзоиши қабатҳои кристаллии хеле тартибёфтаро дар субстрат дар ҳарорати баланд дар бар мегирад. Ҳасбкунакҳои CVD SiC бо пӯшонидашуда устувории аълои гармӣ ва ғайрифаъолияти кимиёвиро дар ҳарорати баланд таъмин намуда, гармии якхеларо таъмин мекунанд ва ифлосшавии худи ҳассосро пешгирӣ мекунанд, ки барои ба даст овардани қабатҳои эпитаксиалии баландсифат муҳим аст.
Вақте ки геометрияҳои чипҳо коҳиш меёбанд ва талабот ба раванд афзоиш меёбад, талабот ба таъминкунандагони баландсифати CVD SiC ва истеҳсолкунандагони молидани CVD афзоиш меёбад.
IV. Мушкилоти раванди пӯшонидани CVD SiC кадомҳоянд?
Сарфи назар аз бартариҳои бузурги пӯшиши CVD SiC, истеҳсол ва татбиқи он ҳанӯз ҳам бо баъзе мушкилот рӯбарӯ аст. Халли ин душворихо гарави ба даст овардани самараи устувор ва сарфакорй мебошад.
Мушкилот:
1. Пайвастшавӣ ба субстрат
SiC метавонад барои ба даст овардани пайвастагии қавӣ ва якхела ба маводҳои зеризаминии гуногун (масалан, графит, кремний, сафолӣ) аз сабаби фарқияти коэффисиентҳои васеъшавии гармӣ ва энергияи рӯизаминӣ душвор бошад. Пайвастшавӣ бади метавонад ба деламинатсия ҳангоми гардиши гармӣ ё фишори механикӣ оварда расонад.
Роҳҳо:
Омодасозии рӯизаминӣ: Тозакунии дақиқ ва коркарди рӯизаминӣ (масалан, коркарди плазма) оксид барои тоза кардани ифлоскунандаҳо ва фароҳам овардани сатҳи оптималии пайвастшавӣ.
Байниқабат: Як қабати борик ва фармоишӣ ё қабати буферӣ (масалан, карбон пиролитикӣ, TaC - монанд ба рӯйпӯши CVD TaC дар барномаҳои мушаххас) барои коҳиш додани номувофиқатии васеъшавии гармӣ ва мусоидат ба пайвастшавӣ ҷойгир кунед.
Параметрҳои пасандозро оптимизатсия кунед: Бодиққат ҳарорати таҳшиншавӣ, фишор ва таносуби газро назорат кунед, то ядрошавӣ ва афзоиши филмҳои SiC-ро оптимизатсия кунед ва пайванди мустаҳками байнифарҳангро мусоидат кунед.
2. Филм Стресс ва Крекинг
Ҳангоми таҳшин ё хунуккунии минбаъда, фишорҳои боқимонда метавонанд дар дохили филмҳои SiC ба вуҷуд оянд, ки боиси тарқиш ё каҷшавӣ шаванд, махсусан дар геометрияҳои калонтар ё мураккаб.
Роҳҳо:
Назорати ҳарорат: Меъёрҳои гармидиҳӣ ва хунуккуниро дақиқ назорат кунед, то зарбаи гармӣ ва фишорро кам кунед.
Пӯшидани градиент: Барои тадриҷан тағир додани таркиб ё сохтори моддӣ усулҳои пӯшиши бисёрқабата ё градиентиро истифода баред.
Табобати пас аз пошидан: Қисмҳои пӯшонидашударо барои бартараф кардани фишори боқимонда ва беҳтар кардани якпорчагии плёнка тафсон кунед.
3. Мутобиқӣ ва якрангӣ дар геометрияҳои мураккаб
Ҷойгир кардани қабатҳои якхелаи ғафс ва конформалӣ дар қисмҳои дорои шаклҳои мураккаб, таносуби баланд ё каналҳои дохилӣ аз сабаби маҳдудият дар диффузияи прекурсорҳо ва кинетикаи реаксия душвор буда метавонад.
Роҳҳо:
Оптимизатсияи тарҳрезии реактор: Тарҳрезии реакторҳои CVD бо динамикаи оптимизатсияи ҷараёни газ ва якрангии ҳарорат барои таъмини тақсимоти якхелаи прекурсорҳо.
Танзими параметрҳои раванд: Фишори таҳшинкунӣ, суръати ҷараён ва консентратсияи прекурсорҳоро танзим кунед, то паҳншавии фазаи газро ба хусусиятҳои мураккаб беҳтар созед.
Ҷойгиркунии бисёрмарҳила: Қадамҳои доимии таҳшинкунӣ ё асбобҳои даврзанандаро истифода баред, то боварӣ ҳосил кунед, ки тамоми рӯиҳо ба таври мувофиқ пӯшонида шудаанд.
V. Саволҳо
Саволи 1: Фарқи асосии байни CVD SiC ва PVD SiC дар барномаҳои нимноқилҳо чист?
A: Қабати CVD сохторҳои булӯри сутунӣ бо тозагии >99,99% мебошанд, ки барои муҳити плазма мувофиқанд; Рӯйпӯшҳои PVD асосан аморфӣ/нанокристаллӣ буда, тозагии <99,9% буда, асосан барои рӯйпӯшҳои ороишӣ истифода мешаванд.
Саволи 2: Ҳарорати максималие, ки рӯйпӯш метавонад тобовар бошад, чӣ гуна аст?
A: Таҳаммулпазирии кӯтоҳмуддати 1650 ° C (масалан, раванди тозакунӣ), маҳдудияти истифодаи дарозмуддат 1450 ° C, аз ҳад зиёд аз ин ҳарорат боиси гузариши марҳила аз β-SiC ба α-SiC мегардад.
Q3: Диапазони ғафсии пӯшиши маъмулӣ?
A: Ҷузъҳои нимноқил асосан 80-150μm мебошанд ва қабатҳои муҳаррики ҳавопаймоии EBC метавонад ба 300-500μm бирасад.
Саволи 4: Омилҳои калидӣ ба арзиш кадомҳоянд?
A: Тозагии прекурсор (40%), масрафи энергияи таҷҳизот (30%), талафоти ҳосил (20%). Нархи як воҳиди рӯйпӯшҳои баландсифат метавонад ба 5000 доллар / кг мерасад.
Саволи 5: Таъминкунандагони асосии ҷаҳонӣ кадомҳоянд?
A: Аврупо ва Иёлоти Муттаҳида: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Осиё: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Тайван), Scientech (Тайван)
Вақти фиристодан: июн-09-2025