CVD SiC قاپلاش دېگەن نېمە؟

يۈرەك-قان تومۇر كېسەللىكلىرىSiC قاپلاشيېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىنىڭ چەكلىمىسىنى ھەيران قالارلىق سۈرئەتتە قايتا شەكىللەندۈرمەكتە. بۇ ئاددىي كۆرۈنگەن قاپلاش تېخنىكىسى چىپ ئىشلەپچىقىرىشتىكى زەررىچە بۇلغىنىشى، يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق چىرىش ۋە پلازما ئېروزىيەسى قاتارلىق ئۈچ ئاساسلىق مەسىلىنىڭ مۇھىم ھەل قىلىش چارىسىگە ئايلاندى. دۇنيادىكى ئالدىنقى قاتاردىكى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرى ئىشلەپچىقارغۇچىلار بۇنى كېيىنكى ئەۋلاد ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئۆلچەملىك تېخنىكىسى دەپ كۆرسەتتى. ئۇنداقتا، بۇ قاپلاشنى چىپ ئىشلەپچىقىرىشنىڭ «كۆرۈنمەس ساۋۇتى» قىلىدىغان نەرسە نېمە؟ بۇ ماقالىدە ئۇنىڭ تېخنىكىلىق پىرىنسىپلىرى، ئاساسلىق قوللىنىشچانلىقى ۋە ئەڭ يېڭى تەرەققىياتلىرى چوڭقۇر تەھلىل قىلىنىدۇ.

I. CVD SiC قاپلىمىسىنىڭ ئېنىقلىمىسى.

CVD SiC قاپلىمىسى خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (CVD) ئۇسۇلى ئارقىلىق ئاساسىي قاتلامغا چۆكتۈرۈلگەن كرېمنىي كاربىد (SiC) نىڭ قوغداش قەۋىتىنى كۆرسىتىدۇ. كرېمنىي كاربىد كرېمنىي ۋە كاربوننىڭ بىرىكمىسى بولۇپ، ئۇنىڭ ئېسىل قاتتىقلىقى، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، خىمىيىلىك ئىنېرتلىقى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىدامچانلىقى بىلەن داڭلىق. CVD تېخنىكىسى يۇقىرى ساپلىق، زىچ ۋە بىردەك قېلىنلىقتىكى SiC قەۋىتىنى ھاسىل قىلالايدۇ ھەمدە مۇرەككەپ گېئومېتىرىيەلەرگە يۇقىرى دەرىجىدە ماسلىشالايدۇ. بۇ CVD SiC قاپلىمىسى ئەنئەنىۋى كۆپ مىقداردىكى ماتېرىياللار ياكى باشقا قاپلاش ئۇسۇللىرى بىلەن قاندۇرغىلى بولمايدىغان تەلەپچان قوللىنىشچان پروگراممىلارغا ناھايىتى ماس كېلىدۇ.

2. يۈرەك-قان تومۇر كېسەللىكلىرى جەريانىنىڭ پىرىنسىپى

خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (CVD) يۇقىرى سۈپەتلىك، يۇقىرى ئۈنۈملۈك قاتتىق ماتېرىياللارنى ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان كۆپ ئىقتىدارلىق ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلى. CVD نىڭ ئاساسلىق پرىنسىپى قىزىتىلغان ئاساسنىڭ يۈزىدە گاز شەكىللىك ئالدىنقى ماددىلارنىڭ رېئاكسىيەسى ئارقىلىق قاتتىق بىر قەۋەت ھاسىل قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

SiC CVD جەريانىنىڭ ئاددىيلاشتۇرۇلغان تەھلىلى تۆۋەندىكىچە:

CVD جەريان پرىنسىپ دىئاگراممىسى

1. ئالدىنقى قىسىمنىڭ تونۇشتۇرۇلۇشىگاز شەكىللىك ئالدىنقى ماددىلار، ئادەتتە كرېمنىي تەركىبلىك گازلار (مەسىلەن، مېتىلتىرىخلوروسىلان – MTS، ياكى سىلان – SiH₄) ۋە كاربون تەركىبلىك گازلار (مەسىلەن، پروپان – C₃H₈)، رېئاكسىيە كامېراسىغا كىرگۈزۈلىدۇ.

2. گاز يەتكۈزۈشبۇ ئالدىنقى گازلار قىزىتىلغان ئاساس قەۋىتىنىڭ ئۈستىدىن ئېقىپ ئۆتىدۇ.

3. ئادسوربسىيە: ئالدىنقى مولېكۇلا قىزىق ئاساسىي قەۋەتنىڭ يۈزىگە سۈمۈرۈلۈپ كىرىدۇ.

4. يۈزەكى رېئاكسىيەيۇقىرى تېمپېراتۇرىدا، ئادسورباتسىيە قىلىنغان مولېكۇلا خىمىيىلىك رېئاكسىيەگە ئۇچرايدۇ، نەتىجىدە ئالدىنقى ماددا پارچىلىنىپ، قاتتىق SiC پەردىسى شەكىللىنىدۇ. قوشۇمچە مەھسۇلاتلار گاز شەكلىدە قويۇپ بېرىلىدۇ.

5. دېسوربسىيە ۋە چىقىرىشگاز شەكلىدىكى قوشۇمچە مەھسۇلاتلار يۈزدىن سۈمۈرۈلۈپ، ئاندىن كامېرادىن چىقىرىلىدۇ. تېمپېراتۇرا، بېسىم، گاز ئېقىمى سۈرئىتى ۋە ئالدىنقى ماددىلارنىڭ قويۇقلۇقىنى توغرا كونترول قىلىش، قېلىنلىقى، ساپلىقى، كىرىستاللىقى ۋە يېپىشقاقلىقى قاتارلىق كۆزلەنگەن پىلاستىنكا خۇسۇسىيەتلىرىگە ئېرىشىشتە ئىنتايىن مۇھىم.

Ⅲ. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ جەريانلىرىدا CVD SiC قاپلىمىلىرىنىڭ ئىشلىتىلىشى

CVD SiC قاپلىمىلىرى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىشتا مۇھىم رول ئوينايدۇ، چۈنكى ئۇلارنىڭ ئۆزگىچە خۇسۇسىيەتلىرى ئىشلەپچىقىرىش مۇھىتىنىڭ ئەڭ ناچار شارائىتى ۋە قاتتىق ساپلىق تەلىپىگە بىۋاسىتە ماس كېلىدۇ. ئۇلار پلازما چىرىش، خىمىيىلىك ھۇجۇم ۋە زەررىچە ھاسىل بولۇشنىڭ ئالدىنى ئېلىش كۈچىنى ئاشۇرىدۇ، بۇلارنىڭ ھەممىسى ۋافېر ئىشلەپچىقىرىش مىقدارى ۋە ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىش ۋاقتىنى ئەڭ چوڭ چەككە يەتكۈزۈشتە ئىنتايىن مۇھىم.

تۆۋەندىكىلەر كۆپ ئۇچرايدىغان CVD SiC قاپلانغان زاپچاسلار ۋە ئۇلارنىڭ قوللىنىلىش ئەھۋاللىرى:

1. پلازما ئويۇش كامېراسى ۋە فوكۇس ھالقىسى

مەھسۇلاتلارCVD SiC قاپلانغان ئاستى قەۋەتلەر، دۇش بېشى، توسۇش ئۈسكۈنىسى ۋە مەركەزلەشتۈرۈش ھالقىسى.

قوللىنىشپلازما ئويۇشتا، يۇقىرى ئاكتىپلىقتىكى پلازما ۋافلىلاردىن ماتېرىياللارنى تاللاپ چىقىرىۋېتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. قاپلانمىغان ياكى چىدامچانلىقى تۆۋەن ماتېرىياللار تېز پارچىلىنىپ، زەررىچىلەرنىڭ بۇلغىنىشى ۋە دائىم توختاپ قېلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. CVD SiC قاپلىمىلىرى ئاكتىپ پلازما خىمىيىلىك ماددىلارغا (مەسىلەن، فتور، خىلور، بروم پلازما) قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە، ئاچقۇچلۇق كامېرا تەركىبلىرىنىڭ ئۆمرىنى ئۇزارتىدۇ ۋە زەررىچىلەرنىڭ ھاسىل بولۇشىنى ئازايتىدۇ، بۇ بولسا ۋافلىنىڭ مەھسۇلات مىقدارىنى بىۋاسىتە ئاشۇرىدۇ.

2.PECVD ۋە HDPCVD كامېرالىرى

مەھسۇلاتلارCVD SiC قاپلانغان رېئاكسىيە كامېراسى ۋە ئېلېكترودلىرى.

قوللىنىشچان پروگراممىلارپلازما كۈچەيتىلگەن خىمىيىلىك پارغا چۆكمە قىلىش (PECVD) ۋە يۇقىرى زىچلىقتىكى پلازما CVD (HDPCVD) نېپىز پەردىلەرنى (مەسىلەن، دىئېلېكترىك قەۋەت، پاسسىۋاتسىيە قەۋىتى) چۆكتۈرۈشكە ئىشلىتىلىدۇ. بۇ جەريانلار يەنە قاتتىق پلازما مۇھىتىنىمۇ ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. CVD SiC قاپلىمىلىرى كامېرا تاملىرى ۋە ئېلېكترودلارنىڭ ئېروزىيەدىن ساقلىنىشىنى قوغدايدۇ، پەردە سۈپىتىنىڭ مۇقىم بولۇشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ ۋە نۇقسانلارنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرىدۇ.

3. ئىئون ئىمپلانتاتسىيە ئۈسكۈنىلىرى

مەھسۇلاتلارCVD SiC قاپلانغان نۇر سىزىقى زاپچاسلىرى (مەسىلەن، تۆشۈكلەر، فارادېي ئىستاكانلىرى).

قوللىنىشچان پروگراممىلارئىئون ئىمپلانتاتسىيەسى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئاساسقا قوشۇمچە ئىئونلارنى كىرگۈزىدۇ. يۇقىرى ئېنېرگىيىلىك ئىئون نۇرلىرى ئاشكارىلانغان زاپچاسلارنىڭ چېچىلىشى ۋە ئېروزىيەسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. CVD SiC نىڭ قاتتىقلىقى ۋە يۇقىرى ساپلىقى نۇر سىزىقى زاپچاسلىرىدىن زەررىچە ھاسىل بولۇشىنى ئازايتىپ، بۇ مۇھىم قوشۇمچە باسقۇچتا ۋاپپېرلارنىڭ بۇلغىنىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.

4. ئېپىتاكسىيال رېئاكتورنىڭ تەركىبلىرى

مەھسۇلاتلارCVD SiC قاپلانغان سېپتورلار ۋە گاز تارقاتقۇچىلار.

قوللىنىشچان پروگراممىلارئېپىتاكسىيال ئۆسۈش (EPI) يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئاساسىي قاتلامدا يۇقىرى تەرتىپلىك كىرىستال قەۋەتلەرنى ئۆستۈرۈشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. CVD SiC قاپلانغان سېپتورلار يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئېسىل ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ۋە خىمىيىلىك ئىنېرتلىق بىلەن تەمىنلەيدۇ، بىردەك قىزىتىشنى كاپالەتلەندۈرىدۇ ۋە سېپتورنىڭ ئۆزىنىڭ بۇلغىنىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ، بۇ يۇقىرى سۈپەتلىك ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەرگە ئېرىشىشتە ئىنتايىن مۇھىم.

چىپ گېئومېتىرىيەسى كىچىكلەپ، پىششىقلاپ ئىشلەش تەلىپى كۈچىيىۋاتقانلىقتىن، يۇقىرى سۈپەتلىك CVD SiC قاپلاش تەمىنلىگۈچىلىرى ۋە CVD قاپلاش ئىشلەپچىقارغۇچىلىرىغا بولغان ئېھتىياج داۋاملىق ئېشىۋاتىدۇ.

IV. CVD SiC قاپلاش جەريانىنىڭ قىيىنچىلىقلىرى نېمە؟

CVD SiC قاپلىمىسىنىڭ زور ئەۋزەللىكلىرىگە قارىماي، ئۇنى ئىشلەپچىقىرىش ۋە قوللىنىش يەنىلا بەزى جەريان قىيىنچىلىقلىرىغا دۇچ كەلمەكتە. بۇ قىيىنچىلىقلارنى ھەل قىلىش مۇقىم ئىقتىدار ۋە چىقىمنى تېجەشنىڭ ئاچقۇچى.

قىيىنچىلىقلار:

1. ئاساسىي قاتلامغا چاپلىشىش

ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى ۋە يۈزەكى ئېنېرگىيەدىكى پەرقلەر سەۋەبىدىن، SiC نىڭ ھەر خىل ئاساسىي ماتېرىياللارغا (مەسىلەن، گرافىت، كرېمنىي، ساپال) كۈچلۈك ۋە بىردەك چاپلىشىشى قىيىن بولۇشى مۇمكىن. ناچار چاپلىشىش ئىسسىقلىق دەۋرىيلىكى ياكى مېخانىكىلىق بېسىم جەريانىدا قېپىنىڭ يېرىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

ھەل قىلىش چارىلىرى:

يۈزەكى تەييارلىق: ئاساسىي قاتلامنى ئەستايىدىل تازىلاش ۋە يۈزەكى بىر تەرەپ قىلىش (مەسىلەن، ئويۇش، پلازما بىر تەرەپ قىلىش) ئارقىلىق بۇلغانمىلارنى چىقىرىۋېتىش ۋە چاپلىشىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى يۈزەكى ھاسىل قىلىش.

ئارىلىق قەۋەتئىسسىقلىق كېڭىيىش ماس كەلمەسلىكىنى پەسەيتىش ۋە چاپلىشىشنى ئىلگىرى سۈرۈش ئۈچۈن نېپىز ۋە خاسلاشتۇرۇلغان ئارىلىق قەۋەت ياكى بۇففېر قەۋىتى (مەسىلەن، پىرولىزلىق كاربون، TaC – مەلۇم قوللىنىشچان پروگراممىلاردا CVD TaC قاپلىمىسىغا ئوخشايدۇ) قۇيۇڭ.

ئورۇنلاشتۇرۇش پارامېتىرلىرىنى ئەلالاشتۇرۇشSiC پەردىلىرىنىڭ يادروسى ۋە ئۆسۈشىنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە كۈچلۈك يۈز ئارا باغلىنىشنى ئىلگىرى سۈرۈش ئۈچۈن، چۆكمە تېمپېراتۇرىسى، بېسىمى ۋە گاز نىسبىتىنى ئەستايىدىل كونترول قىلىڭ.

2. پىلاستىنكىنىڭ بېسىمى ۋە يېرىلىشى

چۆكمە ياكى كېيىنكى سوۋۇتۇش جەريانىدا، SiC پەردىلىرى ئىچىدە قالدۇق بېسىم پەيدا بولۇپ، يېرىلىش ياكى بۇرمىلىنىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن، بولۇپمۇ چوڭراق ياكى مۇرەككەپ گېئومېتىرىيەلەردە.

ھەل قىلىش چارىلىرى:

تېمپېراتۇرا كونترول قىلىشئىسسىقلىق زەربىسى ۋە بېسىمنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش ئۈچۈن ئىسسىتىش ۋە سوۋۇتۇش سۈرئىتىنى ئېنىق كونترول قىلىڭ.

گرادىئېنت قاپلاشكۆپ قەۋەتلىك ياكى گرادىيېنتلىق قاپلاش ئۇسۇللىرىنى قوللىنىپ، بېسىمغا ماسلىشىش ئۈچۈن ماتېرىيال تەركىبى ياكى قۇرۇلمىسىنى تەدرىجىي ئۆزگەرتىڭ.

چۆكمىدىن كېيىنكى تېتىش: قالغان بېسىمنى يوقىتىش ۋە پىلاستىنكىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى ياخشىلاش ئۈچۈن، قاپلانغان قىسىملارنى سۈرتۈڭ.

3. مۇرەككەپ گېئومېتىرىيەدىكى ماسلىشىشچانلىق ۋە بىردەكلىك

مۇرەككەپ شەكىللىك، يۇقىرى تەرەپ نىسبىتىلىك ياكى ئىچكى قاناللىق قىسىملارغا بىردەك قېلىن ۋە ماس كېلىدىغان قاپلاملارنى چاپلاش ئالدىنقى ماددىلارنىڭ تارقىلىشى ۋە رېئاكسىيە كىنېتىكىسىدىكى چەكلىمىلەر سەۋەبىدىن قىيىن بولۇشى مۇمكىن.

ھەل قىلىش چارىلىرى:

رېئاكتور لايىھىسىنى ئەلالاشتۇرۇش: ئالدىنقى ماددىلارنىڭ تەكشى تارقىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، گاز ئېقىمىنىڭ دىنامىكىسى ۋە تېمپېراتۇرا بىردەكلىكى ئەلالاشتۇرۇلغان CVD رېئاكتورلىرىنى لايىھىلەش.

جەريان پارامېتىرىنى تەڭشەش: مۇرەككەپ ئالاھىدىلىكلەرگە گاز باسقۇچىنىڭ تارقىلىشىنى كۈچەيتىش ئۈچۈن، چۆكمە بېسىمى، ئېقىم سۈرئىتى ۋە ئالدىنقى ماددىلارنىڭ قويۇقلۇقىنى ئىنچىكە تەڭشەڭ.

كۆپ باسقۇچلۇق يىغىش: بارلىق يۈزلەرنىڭ يېتەرلىك سىرلانغانلىقىغا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن ئۈزلۈكسىز چۈكتۈرۈش باسقۇچلىرىنى ياكى ئايلانما ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلىتىڭ.

V. كۆپ سورىلىدىغان سوئاللار

1-سوئال: يېرىم ئۆتكۈزگۈچ قوللىنىشلىرىدا CVD SiC بىلەن PVD SiC نىڭ ئاساسلىق پەرقى نېمە؟

A: CVD قاپلىمىلىرى ساپلىقى %99.99 دىن يۇقىرى بولغان تۈۋرۈك شەكىللىك كىرىستال قۇرۇلمىلار بولۇپ، پلازما مۇھىتىغا ماس كېلىدۇ؛ PVD قاپلىمىلىرى كۆپىنچە ئامورف/نانوكرىستال شەكىللىك بولۇپ، ساپلىقى %99.9 دىن تۆۋەن بولۇپ، ئاساسلىقى بېزەكچىلىك قاپلىمىلىرىغا ئىشلىتىلىدۇ.

2-سوئال: بۇ قاپلامنىڭ بەرداشلىق بېرەلەيدىغان ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىسى قانچىلىك؟

A: قىسقا مۇددەتلىك چىدامچانلىقى 1650 سېلسىيە گرادۇس (مەسىلەن، قىزىتىش جەريانى)، ئۇزۇن مۇددەتلىك ئىشلىتىش چەكلىمىسى 1450 سېلسىيە گرادۇس، بۇ تېمپېراتۇرىدىن ئېشىپ كەتسە، β-SiC دىن α-SiC غا ئۆزگىرىش پەيدا قىلىدۇ.

3-سوئال: ئادەتتىكى قاپلاش قېلىنلىقى دائىرىسى؟

A: يېرىم ئۆتكۈزگۈچ زاپچاسلارنىڭ قېلىنلىقى ئاساسەن 80-150μm بولۇپ، ئايروپىلان ماتورىنىڭ EBC قاپلىمىسىنىڭ قېلىنلىقى 300-500μm غا يېتىدۇ.

4-سوئال: چىقىمغا تەسىر كۆرسىتىدىغان ئاساسلىق ئامىللار نېمە؟

A: ئالدىنقى قەۋەتنىڭ ساپلىقى (%40)، ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئېنېرگىيە سەرپىياتى (%30)، مەھسۇلات مىقدارىنىڭ تۆۋەنلىشى (%20). يۇقىرى دەرىجىلىك قاپلاملارنىڭ بىرلىك باھاسى كىلوگرامىغا 5000 دوللارغا يېتىشى مۇمكىن.

5-سوئال: دۇنيادىكى ئاساسلىق تەمىنلىگۈچىلەر قايسىلار؟

A: ياۋروپا ۋە ئامېرىكا: CoorsTek، Mersen، Ionbond؛ ئاسىيا: Semixlab، Veteksemicon، Kallex (تەيۋەن)، Scientech (تەيۋەن)