Kini CVD SiC Coating?
Isọdi eeru ọru (CVD) jẹ ilana fifisilẹ igbale ti a lo lati ṣe awọn ohun elo to lagbara-mimọ giga. Ilana yii ni a maa n lo nigbagbogbo ni aaye iṣelọpọ semikondokito lati ṣe awọn fiimu tinrin lori oju awọn wafers. Ninu ilana ti ngbaradi ohun alumọni carbide nipasẹ CVD, sobusitireti ti farahan si ọkan tabi diẹ ẹ sii awọn awasiwaju iyipada, eyiti o ṣe kemikali lori dada ti sobusitireti lati fi awọn ohun idogo ohun alumọni carbide ti o fẹ silẹ. Lara awọn ọna pupọ fun ṣiṣe awọn ohun elo ohun elo carbide silikoni, awọn ọja ti a pese sile nipasẹ ifasilẹ orule kemikali ni iṣọkan ti o ga julọ ati mimọ, ati pe ọna yii ni iṣakoso ilana to lagbara. Awọn ohun elo carbide silikoni CVD ni apapo alailẹgbẹ ti igbona ti o dara julọ, itanna ati awọn ohun-ini kemikali, ṣiṣe wọn dara pupọ fun lilo ninu ile-iṣẹ semikondokito nibiti awọn ohun elo iṣẹ ṣiṣe giga nilo. Awọn paati ohun alumọni ohun alumọni CVD ni lilo pupọ ni awọn ohun elo etching, ohun elo MOCVD, Awọn ohun elo epitaxial ati ohun elo SiC epitaxial, awọn ohun elo iṣelọpọ igbona iyara ati awọn aaye miiran.
Nkan yii fojusi lori itupalẹ didara awọn fiimu tinrin ti o dagba ni awọn iwọn otutu ilana oriṣiriṣi lakoko igbaradi tiCVD SiC ti a bo, ki o le yan iwọn otutu ilana ti o yẹ julọ. Idanwo naa nlo lẹẹdi bi sobusitireti ati trichloromethylsilane (MTS) bi gaasi orisun esi. Awọn ti a bo SiC ti wa ni ifipamo nipasẹ kekere-titẹ CVD ilana, ati awọn micromorphology ti awọnCVD SiC ti a boni a ṣe akiyesi nipasẹ wiwo airi airi elekitironi lati ṣe itupalẹ iwuwo igbekalẹ rẹ.
Nitori iwọn otutu dada ti sobusitireti lẹẹdi ga pupọ, gaasi agbedemeji yoo jẹ desorbed ati idasilẹ lati dada sobusitireti, ati nikẹhin C ati Si ti o ku lori dada sobusitireti yoo dagba ipele SiC ti o lagbara lati ṣe ibora SiC. Gẹgẹbi ilana idagbasoke CVD-SiC ti o wa loke, o le rii pe iwọn otutu yoo ni ipa lori itankale gaasi, jijẹ ti MTS, dida awọn droplets ati isunmi ati idasilẹ ti gaasi agbedemeji, nitorinaa iwọn otutu ifisilẹ yoo ṣe ipa pataki ninu morphology ti ibora SiC. Awọn ohun elo airi ti a bo jẹ ifarahan ti o ni imọran julọ ti iwuwo ti abọ. Nitorinaa, o jẹ dandan lati ṣe iwadii ipa ti awọn iwọn otutu ifisilẹ oriṣiriṣi lori imọ-jinlẹ microscopic ti ibora CVD SiC. Niwon MTS le decompose ati idogo SiC bo laarin 900 ~ 1600 ℃, yi ṣàdánwò yan marun iwadi oro awọn iwọn otutu ti 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃ ati 1300 ℃ fun awọn igbaradi ti SiC ti a bo lati iwadi awọn ipa ti awọn iwọn otutu lori CVD-Si. Awọn paramita kan pato ni a fihan ni Tabili 3. Nọmba 2 ṣe afihan imọ-jinlẹ airi ti CVD-SiC ti a bo ni awọn iwọn otutu ifisilẹ oriṣiriṣi.
Nigbati iwọn otutu ifisilẹ jẹ 900 ℃, gbogbo SiC dagba sinu awọn apẹrẹ okun. O le rii pe iwọn ila opin ti okun kan jẹ nipa 3.5μm, ati ipin apakan rẹ jẹ nipa 3 (<10). Pẹlupẹlu, o ni awọn patikulu nano-SiC ainiye, nitorinaa o jẹ ti eto SiC polycrystalline kan, eyiti o yatọ si SiC nanowires ti aṣa ati awọn whiskers SiC-crystal-ẹyọkan. SiC fibrous yii jẹ abawọn igbekalẹ ti o fa nipasẹ awọn ilana ilana ti ko ni ironu. O le rii pe eto ti ibora SiC yii jẹ alaimuṣinṣin, ati pe nọmba nla ti awọn pores wa laarin SiC fibrous, ati iwuwo jẹ kekere pupọ. Nitorinaa, iwọn otutu yii ko dara fun igbaradi ti awọn aṣọ SiC ipon. Nigbagbogbo, awọn abawọn igbekalẹ SiC fibrous jẹ eyiti o ṣẹlẹ nipasẹ iwọn otutu fifisilẹ pupọ ju. Ni awọn iwọn otutu kekere, awọn moleku kekere ti a po si lori dada ti sobusitireti ni agbara kekere ati agbara ijira ti ko dara. Nitorinaa, awọn ohun alumọni kekere ṣọ lati jade ati dagba si aaye ti o kere julọ ti agbara ọfẹ ti awọn irugbin SiC (gẹgẹbi ipari ti ọkà). Idagba itọsọna itọsiwaju nikẹhin di awọn abawọn igbekalẹ SiC fibrous.
Igbaradi ti CVD SiC Coating:
Ni akọkọ, sobusitireti lẹẹdi ni a gbe sinu ileru igbale otutu ti o ga ati ti a tọju ni 1500 ℃ fun 1h ni oju-aye Ar fun yiyọ eeru. Lẹhinna a ge bulọọki graphite sinu bulọki ti 15x15x5mm, ati pe oju ti bulọọki graphite ti wa ni didan pẹlu 1200-mesh sandpaper lati yọkuro awọn pores dada ti o ni ipa lori ifisilẹ ti SiC. Bulọọki graphite ti a tọju ti wa ni fo pẹlu ethanol anhydrous ati omi distilled, ati lẹhinna gbe sinu adiro ni 100 ℃ fun gbigbe. Ni ipari, sobusitireti lẹẹdi ni a gbe si agbegbe iwọn otutu akọkọ ti ileru tubular fun ifisilẹ SiC. Aworan atọka ti eto idasile oru kẹmika jẹ afihan ni Nọmba 1.
AwọnCVD SiC ti a boni a ṣe akiyesi nipasẹ wiwo maikirosikopu elekitironi lati ṣe itupalẹ iwọn patiku ati iwuwo rẹ. Ni afikun, oṣuwọn ifisilẹ ti ibora SiC jẹ iṣiro ni ibamu si agbekalẹ isalẹ: VSiC=(m2-m1)/(Sxt) x100% VSiC=Oṣuwọn ibi ipamọ; m2-ọpọlọpọ awọn ayẹwo ti a bo (mg); m1-ọpọlọpọ ti sobusitireti (mg); S-dada agbegbe ti sobusitireti (mm2); t-akoko ifisilẹ (h). CVD-SiC jẹ idiju diẹ, ati pe ilana naa le ṣe akopọ bi atẹle: ni iwọn otutu giga, MTS yoo faragba jijẹ gbona lati dagba orisun erogba ati orisun ohun alumọni kekere awọn ohun elo. Orisun erogba awọn ohun elo kekere ni akọkọ pẹlu CH3, C2H2 ati C2H4, ati orisun silikoni awọn ohun elo kekere ni akọkọ pẹlu SiCI2, SiCI3, ati bẹbẹ lọ; Orisun erogba wọnyi ati awọn ohun alumọni kekere awọn ohun alumọni yoo lẹhinna gbe lọ si dada ti sobusitireti lẹẹdi nipasẹ gaasi ti ngbe ati gaasi diluent, ati lẹhinna awọn ohun elo kekere wọnyi yoo jẹ adsorbed lori dada ti sobusitireti ni irisi adsorption, ati lẹhinna awọn aati kemikali yoo waye laarin awọn ohun elo kekere lati dagba awọn isunmi kekere ti o dagba diẹdiẹ, ati awọn isunmi naa yoo tun dapọ pẹlu idapọmọra ti awọn ohun elo naa. nipasẹ awọn ọja (HCl gaasi); Nigbati iwọn otutu ba dide si 1000 ℃, iwuwo ti ibora SiC ti ni ilọsiwaju pupọ. O le rii pe pupọ julọ ti a bo jẹ ti awọn irugbin SiC (nipa 4μm ni iwọn), ṣugbọn diẹ ninu awọn abawọn SiC fibrous tun wa, eyiti o fihan pe idagbasoke itọsọna tun wa ti SiC ni iwọn otutu yii, ati pe ibora ko tun ni iwuwo to. Nigbati iwọn otutu ba dide si 1100 ℃, o le rii pe ibora SiC jẹ ipon pupọ, ati awọn abawọn SiC fibrous ti sọnu patapata. Iboju naa jẹ ti awọn patikulu SiC ti o ni apẹrẹ droplet pẹlu iwọn ila opin ti 5 ~ 10μm, eyiti o ni idapo ni wiwọ. Awọn dada ti awọn patikulu jẹ gidigidi ti o ni inira. O ti kq ainiye awọn irugbin SiC nano-iwọn. Ni otitọ, ilana idagbasoke CVD-SiC ni 1100 ℃ ti di iṣakoso gbigbe pupọ. Awọn moleku kekere ti o wa ni oke ti sobusitireti ni agbara ati akoko ti o to lati ṣe iparun ati dagba sinu awọn irugbin SiC. Awọn oka SiC ni iṣọkan dagba awọn isun omi nla. Labẹ iṣẹ ti agbara dada, pupọ julọ awọn isọ silẹ han ni iyipo, ati awọn droplets ti wa ni idapo ni wiwọ lati ṣe ibora SiC ipon kan. Nigbati iwọn otutu ba dide si 1200 ℃, ibora SiC tun jẹ ipon, ṣugbọn SiC mofoloji di pupọ-ridged ati dada ti a bo han rougher. Nigbati iwọn otutu ba pọ si 1300 ℃, nọmba nla ti awọn patikulu iyipo deede pẹlu iwọn ila opin ti 3μm ni a rii lori oju ti sobusitireti lẹẹdi. Eyi jẹ nitori ni iwọn otutu yii, SiC ti yipada si iparun alakoso gaasi, ati pe oṣuwọn ibajẹ MTS jẹ iyara pupọ. Awọn ohun amorindun kekere ti fesi ati ṣe iparun lati ṣe awọn irugbin SiC ṣaaju ki wọn to polowo lori dada sobusitireti. Lẹhin ti awọn oka dagba awọn patikulu iyipo, wọn yoo ṣubu ni isalẹ, nikẹhin ti o ja si iboji patiku SiC alaimuṣinṣin pẹlu iwuwo talaka. O han ni, 1300 ℃ ko le ṣee lo bi iwọn otutu ti o dagba ti ibora SiC ipon. Ifiwewe okeerẹ fihan pe ti ibora SiC ipon ni lati mura, iwọn otutu ifisilẹ CVD ti o dara julọ jẹ 1100℃.
Nọmba 3 ṣe afihan oṣuwọn ifisilẹ ti CVD SiC awọn aṣọ ibora ni awọn iwọn otutu ifisilẹ oriṣiriṣi. Bi iwọn otutu ifisilẹ ti n pọ si, oṣuwọn ifisilẹ ti ibora SiC dinku diėdiė. Oṣuwọn idasile ni 900 ° C jẹ 0.352 mg · h-1 / mm2, ati idagbasoke itọnisọna ti awọn okun ti o yorisi si oṣuwọn igbasilẹ ti o yara julọ. Oṣuwọn idasile ti ibora pẹlu iwuwo ti o ga julọ jẹ 0.179 mg · h-1 / mm2. Nitori ifisilẹ ti diẹ ninu awọn patikulu SiC, iwọn ifisilẹ ni 1300°C jẹ eyiti o kere julọ, nikan 0.027 mg · h-1/mm2. Ipari: Iwọn otutu ifisilẹ CVD ti o dara julọ jẹ 1100 ℃. Iwọn otutu kekere ṣe igbelaruge idagbasoke itọsọna ti SiC, lakoko ti iwọn otutu ti o ga julọ nfa SiC lati gbejade ifisilẹ oru ati abajade ni ibora ṣoki. Pẹlu ilosoke ti iwọn otutu ti a fi silẹ, oṣuwọn ifisilẹ tiCVD SiC ti a bodiėdiė dinku.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-26-2025