CVDSiC каплауярымүткәргеч җитештерү процессларының чикләрен гаҗәпләндерә. Гади кебек тоелган бу каплау технологиясе кисәкчәләр пычрану, югары температуралы коррозия һәм чип җитештерүдә плазма эрозиясенең өч төп проблемасына төп чишелеш булды. Дөньяның иң яхшы ярымүткәргеч җиһаз җитештерүчеләре аны киләсе буын җиһазлары өчен стандарт технологияләр исемлегенә керттеләр. Алайса, бу каплауны чип җитештерүнең “күзгә күренми торган кораллары” нәрсә итә? Бу мәкалә аның техник принципларын, төп кушымталарын һәм заманча ачышларын тирән анализлаячак.
Ⅰ. CVD SiC капламы турында төшенчә
CVD SiC каплавы кремний карбидының (SiC) саклагыч катламын аңлата, химик пар парлау (CVD) процессы белән субстратка урнаштырылган. Кремний карбид - кремний һәм углерод кушылмасы, искиткеч катылыгы, югары җылылык үткәрүчәнлеге, химик инерция һәм югары температурага чыдамлыгы белән билгеле. CVD технологиясе югары чисталык, тыгыз һәм бердәм калынлыктагы SiC катламын формалаштыра ала, һәм катлаулы геометриягә бик туры килә ала. Бу CVD SiC капламаларын традицион күпчелек материаллар яки башка каплау ысуллары белән канәгатьләндерә алмаган кушымталар таләп итү өчен бик яраклы итә.
Ⅱ. CVD процесс принцибы
Химик парларны чүпләү (CVD) - югары сыйфатлы, югары җитештерүчән каты материаллар җитештерү өчен кулланылган күпкырлы җитештерү ысулы. CVD-ның төп принцибы газлы прекурсорларның җылытылган субстрат өслегендә каты каплау формалаштыру реакциясен үз эченә ала.
Менә SiC CVD процессының гадиләштерелгән өзелүе:
CVD процесс принцибы
1. Алдан кертү: Газлы прекурсорлар, гадәттә кремний булган газлар (мәсәлән, метилтрихлоросилан - МТС, яки силан - SiH₄) һәм углеродлы газлар (мәсәлән, пропан - C₃H₈) реакция камерасына кертелә.
2. Газ җибәрү: Бу прекурсор газлары җылытылган субстрат өстендә ага.
3. Адсорбция: Прекурсор молекулалары кайнар субстрат өслегенә кушылалар.
4. Faceир өсте реакциясе: Highгары температурада adsorbed молекулалар химик реакцияләр кичерәләр, нәтиҗәдә прекурсорның бозылуы һәм каты SiC пленкасы барлыкка килүе. Товар продуктлары газ рәвешендә чыгарыла.
5. Дезорпция һәм эскиз: Газлы продуктлар өслектән дезорб ясыйлар, аннары палатадан чыгаралар. Температураны, басымны, газ агымының тизлеген һәм прекурсор концентрациясен төгәл контрольдә тоту, калынлык, чисталык, кристалллык һәм ябышуны кертеп, кирәкле кино үзлекләренә ирешү өчен бик мөһим.
Ⅲ. Ярымүткәргеч процессларда CVD SiC капламаларын куллану
CVD SiC каплаулары ярымүткәргеч җитештерүдә алыштыргысыз, чөнки аларның уникаль комбинациясе җитештерү мохитенең экстремаль шартларына һәм каты чисталык таләпләренә туры килә. Алар плазма коррозиясенә, химик һөҗүмгә, кисәкчәләр җитештерүгә каршы торуны көчәйтәләр, болар барысы да вафин уңышын һәм җиһазларның эш вакытын арттыру өчен бик мөһим.
Түбәндә кайбер киң таралган CVD SiC капланган өлешләр һәм аларны куллану сценарийлары бар:
1. Плазма эфир палатасы һәм фокус боҗра
Продукция: CVD SiC капланган лайнерлар, душ башлары, сусепторлар, фокус боҗралар.
Заявка: Плазма эфирында бик актив плазма ваферлардан материалларны сайлап алу өчен кулланыла. Ябык яки азрак чыдам материаллар тиз бозыла, нәтиҗәдә кисәкчәләр пычрана һәм еш эш туктатыла. CVD SiC капламалары агрессив плазма химикатларына (мәсәлән, фтор, хлор, бром плазмалары) бик яхшы каршылык күрсәтәләр, камера төп компонентларының гомерен озайталар, һәм кисәкчәләр җитештерүне киметәләр, бу турыдан-туры вафин уңышын арттыра.
2.PECVD һәм HDPCVD палаталары
Продукция: CVD SiC капланган реакция камералары һәм электродлар.
Кушымталар: Плазманы көчәйтелгән химик пар парламенты (PECVD) һәм югары тыгызлыктагы плазмалы CVD (HDPCVD) нечкә фильмнарны (мәсәлән, диэлектрик катламнар, пассивация катламнары) урнаштыру өчен кулланыла. Бу процесслар каты плазма мохитен дә үз эченә ала. CVD SiC капламалары камера диварларын һәм электродларны эрозиядән саклый, эзлекле кино сыйфатын тәэмин итә һәм кимчелекләрне киметә.
3. Ион имплантация җиһазлары
Продукция: CVD SiC капланган нур компонентлары (мәсәлән, аппертуралар, Фарадай касәләре).
Кушымталар: Ион имплантациясе допант ионнарын ярымүткәргеч субстратларга кертә. Energyгары энергияле ион нурлары чәчелгән компонентларның эрозиясенә китерергә мөмкин. CVD SiC катылыгы һәм югары чисталыгы кисәкчәләр җитештерүне нурлы компонентлардан киметә, бу критик допинг адымында ваферларның пычрануына юл куймый.
4. Эпитаксиаль реактор компонентлары
Продукция: CVD SiC капланган сенсорлар һәм газ таратучылар.
Кушымталар: Эпитаксиаль үсеш (EPI) югары температурада субстратта югары тәртипле кристалл катламнарны үстерүне үз эченә ала. CVD SiC белән капланган сусепторлар югары температурада искиткеч җылылык тотрыклылыгын һәм химик инерцияне тәкъдим итәләр, бердәм җылытуны тәэмин итәләр һәм югары сыйфатлы эпитаксиаль катламнарга ирешү өчен бик мөһим булган сенсорның пычрануыннан саклыйлар.
Чип геометриясе кими һәм процесс таләпләре көчәя барган саен, югары сыйфатлы CVD SiC каплау тәэмин итүчеләренә һәм CVD каплау җитештерүчеләренә сорау арта.
IV. CVD SiC каплау процессының нинди кыенлыклары бар?
CVD SiC каплауның зур өстенлекләренә карамастан, аны җитештерү һәм куллану кайбер процесс проблемаларына очрый. Бу проблемаларны чишү тотрыклы җитештерүчәнлеккә һәм чыгым эффективлыгына ирешү өчен ачкыч.
Авырлыклар:
1. Субстратка ябышу
SiC җылылык киңәю коэффициентларының һәм өслек энергиясенең аермалары аркасында төрле субстрат материалларга (мәсәлән, графит, кремний, керамика) көчле һәм бердәм ябышуга ирешү авыр булырга мөмкин. Начар ябышу җылылык велосипедында яки механик стресс вакытында деламинациягә китерергә мөмкин.
Чишелешләр:
Faceир өстен әзерләү: Пычраткыч матдәләрне чистарту һәм бәйләү өчен оптималь өслек булдыру өчен субстратны җентекләп чистарту һәм өслекне эшкәртү (мәсәлән, эфирлау, плазманы эшкәртү).
Сөйләшү: Rылылык киңәюенең туры килмәвен йомшарту һәм ябышуны көчәйтү өчен нечкә һәм махсуслаштырылган үзара бәйләнеш яки буфер катламын (мәсәлән, пиролитик углерод, TaC - махсус кушымталарда CVD TaC каплавына охшаган) урнаштырыгыз.
Чүпләү параметрларын оптимальләштерү: SiC фильмнарының нуклеяциясен һәм үсешен оптимальләштерү һәм көчле интерфейсара бәйләнешне алга этәрү өчен, температураны, басымны, газ коэффициентын игътибар белән контрольдә тотыгыз.
2. Кино стрессы һәм крекинг
Чүпләү яки аннан соң суыту вакытында, калдык стресслары SiC фильмнары эчендә барлыкка килергә мөмкин, бигрәк тә эре яки катлаулы геометрияләрдә ярылу яки ватылу.
Чишелешләр:
Температура белән идарә итү: Rылылык шокын һәм стрессны киметү өчен җылыту һәм суыту темпларын төгәл контрольдә тотыгыз.
Градиент каплау: Стрессны урнаштыру өчен материаль составны яки структураны әкренләп үзгәртү өчен күпкатлы яки градиент каплау ысулларын кулланыгыз.
Депозициядән соң аннальинг: Калдык стрессны бетерү һәм кино бөтенлеген яхшырту өчен капланган өлешләрне яндырыгыз.
3. Катлаулы геометриядә туры килү һәм бердәмлек
Катлаулы формалар, югары аспектлар яки эчке каналлар булган өлешләргә бертөрле калын һәм конформаль капламалар урнаштыру прекурсор диффузиясе һәм реакция кинетикасы чикләүләре аркасында авыр булырга мөмкин.
Чишелешләр:
Реактор дизайны оптимизациясе: Прекурсорларның бердәм бүленүен тәэмин итү өчен оптимальләштерелгән газ агымы динамикасы һәм температураның бердәмлеге булган CVD реакторларын проектлагыз.
Параметр параметрларын көйләү: Газ фазасы диффузиясен катлаулы үзенчәлекләргә көчәйтү өчен нечкә көйләнү басымы, агым тизлеге, прекурсор концентрациясе.
Күп этаплы чокыр: Барлык өслекләрнең дә тиешле дәрәҗәдә капланган булуын тәэмин итү өчен өзлексез чүпләү адымнарын яки әйләндергеч җайланмаларны кулланыгыз.
V. Сораулар
1 нче сорау: Ярымүткәргеч кушымталарда CVD SiC һәм PVD SiC арасында төп аерма нинди?
А: CVD каплаулары - чисталыгы> 99,99% булган баганалы кристалл структуралар, плазма мохите өчен яраклы; ПВД капламнары күбесенчә аморф / нанокристалл, чисталыгы <99,9%, нигездә декоратив каплау өчен кулланыла.
2 нче сорау: каплау чыдый ала торган максималь температура нинди?
:: 1650 ° C кыска вакытлы толерантлык (мәсәлән, аннальлау процессы), озак вакыт куллану лимиты 1450 ° C, бу температурадан артып китү фаза β-SiC-дән α-SiC-ка күчәчәк.
3 нче сорау: Типик каплау калынлыгы диапазоны?
:: Ярымүткәргеч компонентлары күбесенчә 80-150μм, һәм самолет двигателе EBC капламалары 300-500μm җитә ала.
4-нче сорау: бәягә тәэсир итүче төп факторлар нинди?
:: Прекурсор чисталыгы (40%), җиһаз энергиясен куллану (30%), уңышны югалту (20%). Endгары катламнарның берәмлек бәясе 5000 $ / кгга җитә ала.
С 5: Глобаль төп тәэмин итүчеләр нинди?
А: Европа һәм АКШ: CoorsTek, Мерсен, Ионбонд; Азия: Семикслаб, Ветексемикон, Каллекс (Тайвань), Сайнтех (Тайвань)
Пост вакыты: июнь-09-2025