CVDSiC örtükýarymgeçiriji önümçilik prosesleriniň çäklerini haýran galdyryjy derejede üýtgedýär. Simpleönekeý ýaly görünýän bu örtük tehnologiýasy, bölejikleriň hapalanmagy, ýokary temperaturaly poslama we çip öndürmekde plazma eroziýasynyň üç esasy meselesiniň esasy çözgüdine öwrüldi. Dünýäniň iň ýokary ýarymgeçiriji enjamlary öndürijileri ony indiki nesil enjamlary üçin standart tehnologiýa hökmünde görkezdiler. Onda, bu örtügi çip öndürmegiň “görünmeýän ýaragy” näme edýär? Bu makalada onuň tehniki ýörelgeleri, esasy goşundylary we iň täze üstünlikleri çuňňur seljeriler.
Ⅰ. CVD SiC örtüginiň kesgitlemesi
CVD SiC örtügi, himiki bug çökdürmek (CVD) prosesi bilen substratda goýlan kremniy karbidiň (SiC) gorag gatlagyny aňladýar. Silikon karbid, gatylygy, ýokary ýylylyk geçirijiligi, himiki inertligi we ýokary temperatura garşylygy bilen tanalýan kremniniň we uglerodyň birleşmesidir. CVD tehnologiýasy ýokary arassalygy, dykyzlygy we birmeňzeş galyňlygy SiC gatlagyny emele getirip biler we çylşyrymly geometriýalara ýokary laýyk bolup biler. Bu, CVD SiC örtüklerini adaty köpçülikleýin materiallar ýa-da beýleki örtük usullary bilen kanagatlandyryp bolmaýan programmalary talap etmek üçin örän amatly edýär.
Ⅱ. CVD amal ýörelgesi
Himiki bug çökdürilmegi (CVD) ýokary hilli, ýokary öndürijilikli gaty materiallary öndürmek üçin ulanylýan köpugurly önümçilik usulydyr. CVD-iň esasy ýörelgesi, gazly prekursorlaryň gyzdyrylan substratyň üstünde gaty örtük emele getirmegini öz içine alýar.
Ine, SiC CVD prosesiniň ýönekeýleşdirilen bölegi:
CVD proses prinsip diagrammasy
1. Öňünden giriş: Reaksiýa kamerasyna gazly prekursorlar, adatça kremnini öz içine alýan gazlar (mysal üçin, metiltrihlorosilan - MTS, ýa-da silan - SiH₄) we uglerodly gazlar (mysal üçin, propan - C₃H₈) reaksiýa kamerasyna girizilýär.
2. Gaz getirmek: Bu deslapky gazlar gyzdyrylan substratyň üstünden akýar.
3. Adsorbsiýa: Prekursor molekulalary gyzgyn substratyň ýüzüne adsorb.
4. Faceerüsti reaksiýa: Highokary temperaturada, adsorbsirlenen molekulalar himiki reaksiýalary başdan geçirýär, netijede desganyň çüýremegine we berk SiC filminiň emele gelmegine sebäp bolýar. Önümler gaz görnüşinde goýberilýär.
5. Çöketlik we işleýiş: Gazly önümler ýer ýüzünden desorb, soň bolsa otagdan çykýar. Temperaturany, basyşy, gaz akymynyň tizligini we deslapky konsentrasiýany takyk gözegçilik etmek, galyňlygy, arassalygy, kristallylygy we ýelmeşmegi ýaly islenýän film häsiýetlerine ýetmek üçin möhümdir.
Ⅲ. Carymgeçiriji proseslerde CVD SiC örtükleriniň ulanylyşy
CVD SiC örtükleri ýarymgeçiriji önümçiliginde aýrylmazdyr, sebäbi özboluşly häsiýetleriň kombinasiýasy önümçilik gurşawynyň aşa şertlerine we berk arassaçylyk talaplaryna gönüden-göni laýyk gelýär. Plazma poslama, himiki hüjüme we bölejikleriň döremegine garşylygy güýçlendirýärler, bularyň hemmesi wafli hasyllylygyny we enjamlaryň iş wagtyny ýokarlandyrmak üçin möhümdir.
Aşakda CVD SiC bilen örtülen käbir bölekler we olaryň ulanylyş ssenarileri bar:
1. Plazma çykaryjy kamera we fokus halkasy
Önümler: CVD SiC örtükli çyzgylar, duş kelleleri, duýgurlar we fokus halkalary.
Arza: Plazma çişirilende, wafli materiallary saýlap aýyrmak üçin ýokary işjeň plazma ulanylýar. Örtülmedik ýa-da az çydamly materiallar çalt zaýalanýar, bölejikleriň hapalanmagyna we ýygy-ýygydan işlemegine sebäp bolýar. CVD SiC örtükleri agressiw plazma himiki serişdelerine (meselem, ftor, hlor, brom plazmalary) ajaýyp garşylyk görkezýär, kameranyň esasy bölekleriniň ömrüni uzaldýar we wafli hasyllylygyny gönüden-göni ýokarlandyrýan bölejikleriň öndürilişini azaldýar.
2.PECVD we HDPCVD otaglary
Önümler: CVD SiC örtülen reaksiýa kameralary we elektrodlar.
Goýmalar: Plazma güýçlendirilen himiki bug çöketligi (PECVD) we ýokary dykyzlykly plazma CVD (HDPCVD) inçe filmleri (meselem, dielektrik gatlaklary, passiwasiýa gatlaklary) goýmak üçin ulanylýar. Bu amallar agyr plazma gurşawyny hem öz içine alýar. CVD SiC örtükleri kameranyň diwarlaryny we elektrodlaryny eroziýadan goraýar, filmiň yzygiderli hilini üpjün edýär we kemçilikleri azaldýar.
3. Ion implantasiýa enjamlary
Önümler: CVD SiC örtülen şöhle bölekleri (mysal üçin, aperturalar, Faradaý käseleri).
Goýmalar: Ion implantasiýasy ýarymgeçiriji substratlara dopant ionlaryny girizýär. Energyokary energiýaly ion şöhleleri dökülen bölekleriň çişmegine we eroziýasyna sebäp bolup biler. CVD SiC-iň gatylygy we ýokary arassalygy bölejikleriň emele gelmegini azaldýar, bu möhüm doping ädiminde wafli hapalanmagynyň öňüni alýar.
4. Epitaksial reaktoryň bölekleri
Önümler: CVD SiC örtülen duýgurlar we gaz paýlaýjylar.
Goýmalar: Epitaksial ösüş (EPI) ýokary temperaturada substratda ýokary tertipli kristal gatlaklaryň ösmegini öz içine alýar. CVD SiC örtülen duýgurlar ýokary temperaturada ajaýyp ýylylyk durnuklylygyny we himiki inertligi hödürleýär, birmeňzeş ýyladyşy üpjün edýär we ýokary hilli epitaksial gatlaklara ýetmek üçin möhüm ähmiýete eýe bolan duýgurlygyň hapalanmagynyň öňüni alýar.
Çip geometriýalarynyň kiçelmegi we proses talaplarynyň güýçlenmegi bilen ýokary hilli CVD SiC örtük üpjün edijilerine we CVD örtük öndürijilerine isleg artýar.
IV. CVD SiC örtük prosesinde nähili kynçylyklar bar?
CVD SiC örtüginiň uly artykmaçlyklaryna garamazdan, ony öndürmek we ulanmak käbir proses kynçylyklary bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Bu kynçylyklary çözmek, durnukly öndürijilige we çykdajylara ýetmegiň açarydyr.
Kynçylyklar:
1. Substrata ýelmemek
SiC, ýylylyk giňelme koeffisiýentleriniň we ýerüsti energiýanyň tapawudy sebäpli dürli substrat materiallaryna (meselem, grafit, kremniý, keramika) güýçli we birmeňzeş ýelmeşmegi gazanmak kyn bolup biler. Hesapyşmazlyk, termiki welosiped sürmekde ýa-da mehaniki stres wagtynda delaminasiýa sebäp bolup biler.
Çözgütler:
Faceerüsti taýýarlyk: Hapalaýjylary aýyrmak we baglanyşyk üçin amatly ýer döretmek üçin substraty düýpli arassalamak we ýerüsti bejermek (mysal üçin, çişirmek, plazma bejergisi).
Gatnaşykçy: Malylylyk giňelişiniň gabat gelmezligini azaltmak we ýelmeşmegi öňe sürmek üçin inçe we ýöriteleşdirilen interýer ýa-da bufer gatlagyny (meselem, pirolitiki uglerod, TaC - aýratyn programmalarda CVD TaC örtügine meňzeş) goýuň.
Depozit parametrlerini optimizirläň: SiC filmleriniň ýadrosyny we ösüşini gowulandyrmak we güýçli interfeýs baglanyşygyny ösdürmek üçin çöketlik temperaturasyna, basyşa we gaz gatnaşygyna üns bilen gözegçilik ediň.
2. Filmiň stresleri we döwülmegi
Çökdürilende ýa-da soňraky sowadyşda, galyndy stresleri SiC filmleriniň içinde döräp biler, esasanam uly ýa-da çylşyrymly geometriýalarda ýarylmagyna ýa-da çişmegine sebäp bolup biler.
Çözgütler:
Temperatura gözegçilik: Malylylyk zarbasyny we stresini azaltmak üçin ýyladyş we sowadyş derejelerine takyk gözegçilik ediň.
Gradient örtük: Stressi çözmek üçin material düzümini ýa-da gurluşyny kem-kemden üýtgetmek üçin köp gatlakly ýa-da gradient örtük usullaryny ulanyň.
Depozitden soňky Annealing: Galyndy stresleri ýok etmek we filmiň bitewiligini ýokarlandyrmak üçin örtülen bölekleri dakyň.
3. Çylşyrymly geometriýalarda laýyklyk we birmeňzeşlik
Çylşyrymly şekilli, ýokary derejeli gatnaşygy ýa-da içerki kanallary bolan böleklere birmeňzeş galyň we laýyk örtükleri ýerleşdirmek, deslapky diffuziýa we reaksiýa kinetikasynyň çäklendirilmegi sebäpli kyn bolup biler.
Çözgütler:
Reaktor dizaýnyny optimizasiýa: Öňünden gelýänleriň birmeňzeş paýlanmagyny üpjün etmek üçin optimallaşdyrylan gaz akymynyň dinamikasy we temperatura birmeňzeşligi bilen CVD reaktorlaryny dizaýn ediň.
Amal parametrlerini sazlamak: Gaz fazasynyň çylşyrymly aýratynlyklara ýaýramagyny güýçlendirmek üçin çökdürme basyşy, akym tizligi we deslapky konsentrasiýa.
Köp basgançakly çöketlik: Surhli ýüzleriň ýeterlik derejede örtülendigine göz ýetirmek üçin üznüksiz çöketlik ädimlerini ýa-da aýlanýan gurallary ulanyň.
V. Soraglar
1-nji sorag: Carymgeçiriji programmalarynda CVD SiC bilen PVD SiC arasynda esasy tapawut näme?
J: CVD örtükleri, plazma gurşawy üçin amatly> 99,99% arassa sütünli kristal gurluşlardyr; PVD örtükleri esasan amorf / nanokristally bolup, arassalygy <99,9%, esasan bezeg örtükleri üçin ulanylýar.
2-nji sorag: Örtügiň çydap biljek iň ýokary temperaturasy nämeden ybarat?
J: 1650 ° C-e gysga möhletli çydamlylyk (anneal prosesi ýaly), uzak möhletleýin ulanyş çäkleri 1450 ° C, bu temperaturadan ýokary bolsa β-SiC-den α-SiC-e faza geçişine sebäp bolar.
3-nji sorag: Adaty örtük galyňlygy diapazony?
J: icarymgeçirijiniň bölekleri esasan 80-150μm, uçar dwigateli EBC örtükleri 300-500μm ýetip biler.
4-nji sorag: Bahalara täsir edýän esasy faktorlar haýsylar?
J: Öňünden arassalygy (40%), enjamlaryň energiýa sarp edilişi (30%), hasyl ýitgisi (20%). Endokarky örtükleriň birlik bahasy 5000 $ / kg-a ýetip biler.
5-nji sorag: Esasy global üpjün edijiler haýsylar?
J: Europeewropa we ABŞ: CoorsTek, Mersen, Ionbond; Aziýa: Semixlab, Veteksemicon, Kallex (Taýwan), Scientech (Taýwan)
Iş wagty: Iýun-09-2025