Kí ló dé tí àwọn ọkọ̀ ojú omi SiC seramiki fi ṣe pàtàkì fún ìtànkálẹ̀ semiconductor àti àwọn ilé ìgbóná oxidation

Bí àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́ semiconductor ṣe ń tẹ̀síwájú láti yípadà sí ìwọ̀n wafer tó tóbi, ìnáwó ooru tó le koko, àti ìfaradà àbùkù tó kéré síi, àwọn ohun èlò tí a lò nínú ẹ̀rọ iṣẹ́-abẹ tó ga ti di ohun tó ṣe pàtàkì síi. Lára àwọn ohun èlò pàtàkì wọ̀nyí àti àwọn èròjà ìṣètò, àwọn ọkọ̀ ojú omi seramiki silicon carbide (SiC) ti di ọ̀kan lára ​​​​àwọn ìmọ̀-ẹ̀rọ tó ṣe pàtàkì jùlọ nínú àwọn ẹ̀rọ ìgbóná ìfọ́sókè àti ìfàsẹ́yìn òde òní.

Nínú àwọn àyíká ìṣelọ́pọ́ semikondokito tó ti ní ìlọsíwájú, wọ́n ní ipa taara lórí ìṣọ̀kan ooru, ìṣẹ̀dá pàtákì, ìpínkiri wahala wafer, ìdúróṣinṣin ilana, àti ní ìparí, ìṣẹ̀dá ẹ̀rọ.

Ní pàtàkì nínú iṣẹ́ ṣíṣe wafer 300mm, iṣẹ́ ṣíṣe semiconductor power, àti iṣẹ́ ìṣẹ̀dá semiconductor ìran kẹta, àwọn ọkọ̀ ojú omi seramiki silikoni carbide ń yára rọ́pò àwọn ètò ìṣiṣẹ́ onípele quartz ìbílẹ̀ nítorí àwọn ànímọ́ ooru àti ẹ̀rọ tí ó ga jùlọ.

Kí ni ọkọ̀ ojú omi seramiki tí a fi silicon carbide ṣe?

Ọkọ̀ ojú omi seramiki silikoni carbide jẹ́ ẹ̀rọ ìrù wafer tí ó ní iwọ̀n otútù gíga tí a fi àwọn ohun èlò seramiki silikoni carbide tó ti pẹ́ ṣe. Ète pàtàkì rẹ̀ ni láti gbé ọ̀pọ̀lọpọ̀ wafer semiconductor láìléwu àti láti gbé wọn lọ sí àwọn ẹ̀rọ ìléru oníná tàbí ní ìpele nígbà tí wọ́n bá ń ṣiṣẹ́ ìtọ́jú ooru.

Ọkọ̀ ojú omi wafer tó wọ́pọ̀ ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ihò wafer tí a ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ láti máa ṣàkóso àlàfo wafer nígbà tí a bá ń ṣe é. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe lò ó, ètò náà tún lè ní àwọn ìtìlẹ́yìn, apá cantilever, àwọn geometry tí a ṣe àtúnṣe sí afẹ́fẹ́, àti àwọn apá ìfàmọ́ra fẹ́ẹ́rẹ́fẹ́ tí a ṣe láti dín ìwọ̀n ooru kù.

Nínú àwọn ètò ìléru semiconductor, àwọn ọkọ̀ ojú omi wafer ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìbáṣepọ̀ láàárín àwọn wafer àti àyíká ìṣiṣẹ́ ooru. Bí ìwọ̀n ẹ̀rọ náà ṣe ń dínkù sí àwọn ibi ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ti lọ síwájú, àní àwọn àìdúróṣinṣin kékeré nínú ètò ìtìlẹ́yìn wafer lè ní ipa lórí ìtúnṣe ilana àti iṣẹ́ àbùkù.

Èyí jẹ́ ọ̀kan lára ​​​​àwọn ìdí tí àwọn olùpèsè iná mànàmáná onígbàlódé fi ń gba àwọn èròjà seramiki silikoni carbide tí ó ní ìmọ́tótó gíga dípò àwọn ètò quartz tí a fi ìdàpọ̀ ṣe.

Ipa naasnínú Àwọn Ẹ̀rọ Ìfọ́nká àti Ìdáná Oxidation Furnace

Ìtànkálẹ̀ àti ìfọ́mọ́lẹ̀ ṣì wà lára ​​àwọn ìlànà ooru pàtàkì jùlọ nínú iṣẹ́-ṣíṣe semikondokito. Àwọn ìlànà wọ̀nyí ni a lò fún ìṣiṣẹ́ dopant, ìdàgbàsókè èéfín thermal, ìfọ́mọ́lẹ̀, ìfọ́mọ́lẹ̀ wakọ̀, àti ìṣẹ̀dá dielectric.

Iwọn otutu iṣiṣẹ deede wa lati iwọn 900°C si 1200°C da lori kemistri ilana ati awọn ibeere ẹrọ. Ninu diẹ ninu awọn ohun elo semikondokito agbara to ti ni ilọsiwaju tabi awọn ohun elo SiC, awọn iyipo ooru le kọja 1300°C.

Lábẹ́ àwọn ipò wọ̀nyí, ọkọ̀ ojú omi wafer gbọ́dọ̀ dúró ṣinṣin ní ìwọ̀n lórí àwọn àkókò ooru tó gùn jù nígbàtí ó ń dín ìbàjẹ́ kù àti dídáàbòbò àlàfo wafer kan náà.

Àwọn ọkọ̀ ojú omi quartz wafer ìbílẹ̀ ti pẹ́ tí wọ́n ti ń lò nínú àwọn ilé ìgbóná ìtasánsán nítorí pé wọ́n mọ́ tónítóní àti pé owó wọn kò pọ̀. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ohun èlò quartz máa ń fi agbára ìgbóná tó kéré hàn — nígbà gbogbo wọ́n máa ń tó nǹkan bí 1.4 W/m·K ní iwọ̀n otútù yàrá.

Ní ìfiwéra, àwọn ohun èlò amọ̀ silikoni carbide sábà máa ń fi ìwọ̀n ìgbóná tí ó wà láti nǹkan bí 120 ~ 200 W/m·K hàn, ó sinmi lórí ìpele àti ìṣètò kékeré.

Iyatọ pataki yii mu ki iwọn otutu naa dara si ni pataki jakejado ẹru ileru.

Agbara igbona giga ti o ga julọ n mu ki o ṣeeṣe:

● Igbóná wafer tó dọ́gba pọ̀ sí i

● Awọn iwọn otutu ti o dinku

● Ìbáṣepọ̀ wafer-sí-wafer tó dára síi

● Ìkójọpọ̀ ìdààmú ooru tó dínkù

● Awọn ipa eti ti o dinku lakoko ifoyina tabi itankale

Nínú iṣẹ́-ṣíṣe semiconductor tó ti ní ìlọsíwájú, níbi tí àwọn fèrèsé ilana ti ń tẹ̀síwájú láti dínkù, àwọn àtúnṣe wọ̀nyí ní ipa taara lórí ìṣọ̀kan fíìmù àti ìdúróṣinṣin iṣẹ́ iná mànàmáná.

Àwọn ọkọ̀ ojú omi SiC wafer tún ń fúnni ní agbára ìṣiṣẹ́ tó ga jù ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ètò quartz. Èyí túbọ̀ ń ṣe pàtàkì síi nínú àwọn ètò ìléru inaro tí ń ṣe àwọn ìpele ńlá ti àwọn wafer 300 mm, níbi tí gígùn ọkọ̀ ojú omi àti ẹrù ẹ̀rọ lè di pàtàkì.

Dídínkù ìyípadà ń ran lọ́wọ́ láti pa ààyè wafer tí ó péye mọ́ àti ìwà ìṣàn gaasi tí ó dúró ṣinṣin jálẹ̀ gbogbo ìyípo ooru.

Àwọn Ohun Ànímọ́ Pàtàkì ti Àwọn Ọkọ̀ Ojú Omi Ṣíìkì Carbide

Ìgbajúmọ̀ tí àwọn ọkọ̀ ojú omi oníṣẹ́ ọnà silicon carbide ń gbilẹ̀ sí i jẹ́ nítorí àpapọ̀ àwọn ànímọ́ gbóná, ẹ̀rọ, àti kẹ́míkà ti àwọn ohun èlò amọ̀ silicon carbide.

Àwọn Ànímọ́ Ara Pàtàkì

Àwọn ànímọ́ wọ̀nyí ń jẹ́ kí àwọn ohun èlò seramiki silikoni carbide lè mú kí ìdúróṣinṣin oníwọ̀n wà lábẹ́ ìyípo ooru gígùn, nígbàtí àwọn ohun èlò quartz ìbílẹ̀ lè bẹ̀rẹ̀ sí í rọ̀ tàbí kí wọ́n bàjẹ́.

Líle gíga ti silikoni carbide tun dinku gbigbọn ati aiṣedeede ẹrọ lakoko gbigbe ati gbigbe awọn wafers sinu ileru.

Àwọn Irú Ohun Èlò Pàtàkì fún Àwọn Ọkọ̀ Ojú Omi Wafer Silikoni Carbide

Àwọn ọkọ̀ ojú omi onírin carbide ìgbàlódé ni a ń ṣe nípa lílo onírúurú ìmọ̀ ẹ̀rọ ohun èlò, èyí tí a ṣe àtúnṣe sí fún àwọn àyíká iṣẹ́ pàtó àti àwọn ohun tí ó nílò láti náwó.

A lo silikoni carbide ti a tunlo (RSiC) ni lilo pupọ ninu awọn ohun elo ileru otutu giga nitori mimọ rẹ ati iduroṣinṣin ooru rẹ. Ilana iṣelọpọ fun RSiC ko nilo afikun awọn iye pataki ti awọn iranlọwọ sintering, eyiti o ṣe iranlọwọ lati dinku eewu ti idoti ni awọn agbegbe semiconductor.

Silikoni carbide tí a fi ìdàpọ̀ ṣe (RBSC tàbí RBSiC) ní agbára ẹ̀rọ tí ó ga jùlọ àti iye owó iṣẹ́ tí ó dínkù. Síbẹ̀síbẹ̀, silikoni tí kò ní ààyè nínú ẹ̀rọ náà lè dín agbára ìdènà rẹ̀ kù ní àwọn àyíká iṣẹ́ ìbàjẹ́ kan.

Fún àwọn ohun èlò semiconductor tó ti ní ìlọsíwájú, àwọn ètò graphite tí a fi silicon carbide bo CVD ti ń di ohun tó wọ́pọ̀ sí i. Nínú àwọn ètò wọ̀nyí, graphite substrate ń fúnni ní ìtìlẹ́yìn ẹ̀rọ tó fúyẹ́, nígbà tí ìbòrí silicon carbide tó ga-ìmọ́tótó (CVD) ṣe àkójọpọ̀ ìlànà náà.

Àwọn ìbòrí CVD silicon carbide ní ìwọ̀n ìṣẹ̀dá pàǹtíkì tí ó kéré gan-an àti ìwẹ̀nùmọ́ tí ó tayọ, èyí tí ó mú kí wọ́n fani mọ́ra gidigidi fún ìṣẹ̀dá ìmọ̀ ẹ̀rọ àti agbára semiconductor tí ó ga jùlọ. Síbẹ̀síbẹ̀, a gbọ́dọ̀ ṣàkóso ìdúróṣinṣin ìbòrí àti àwọn ìwọ̀n tí kò báramu ti ìfàsẹ́yìn ooru láti dènà ìfọ́ tàbí ìfọ́ nígbà tí a bá ń yípo ooru tí ó ń tún ṣe.

Awọn Ipenija Ilana ti o wọpọ

Láìka àwọn àǹfààní iṣẹ́ tí àwọn ọkọ̀ ojú omi seramiki silikoni carbide ní, wọ́n ṣì ń dojúkọ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìpèníjà ìmọ̀ ẹ̀rọ ní àyíká ìṣelọ́pọ́ semiconductor gidi.

Ìbàjẹ́ patiku jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ìṣòro tó ṣe pàtàkì jùlọ. Bí ìwọ̀n ẹ̀rọ náà ṣe ń dínkù, àdánù ìṣẹ̀dá tí àwọn patiku ń fà ń pọ̀ sí i. Kódà àwọn pàǹtí tó tóbi ju ìwọ̀n kékeré lọ tí ó ń jáde láti inú àwọn microcracks, ìfọ́ ìbòrí, tàbí ìbàjẹ́ ojú ilẹ̀ lè fa àbùkù tó léwu lórí àwọn wafer tó ti pẹ́.

Ìfọ́ ìfúnpá ooru jẹ́ ìpèníjà mìíràn tí ó ti wà fún ìgbà pípẹ́. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé silicon carbide ní ìdúróṣinṣin ooru tó dára, ó ṣì jẹ́ ohun èlò seramiki tó rọrùn díẹ̀. Ìgbóná kíákíá tàbí àìbáramu iwọn otutu ní agbègbè lè fa ìfọ́ ní àwọn igun ìṣètò, àwọn ihò wafer, tàbí àwọn ìsopọ̀ igi.

Bí a ṣe ń lo ooru fún ìgbà pípẹ́ lè fa ìyípadà díẹ̀díẹ̀ tàbí kí ó máa yọ́ díẹ̀díẹ̀, pàápàá jùlọ nínú àwọn ọkọ̀ ojú omi wafer ńlá tí a ń lò nínú àwọn ẹ̀rọ ìléru inaro. Kódà àwọn ìyípadà onígun mẹ́ta kékeré lè yí àlàfo wafer àti ìṣọ̀kan ìṣàn gaasi padà, èyí sì lè nípa lórí ìṣàkóso ìwọ̀n oxide àti ìṣọ̀kan ìpínkiri dopant.

Ìfọ́mọ́lẹ̀ ìbòrí CVD jẹ́ ọ̀ràn ìgbẹ́kẹ̀lé pàtàkì mìíràn nínú àwọn ètò SiC tí a fi abẹ́ ṣe. Nítorí pé àwọn ohun èlò ìgbóná graphite àti ìbòrí SiC ń fi àwọn ìwà ìfàsẹ́yìn ooru tó yàtọ̀ hàn, yíyípo ooru gíga tí a ń ṣe lẹ́ẹ̀kan síi yóò yọrí sí ìkójọpọ̀ wahala ní ojú ọ̀nà.

Ìparí

Nínú àwọn ẹ̀rọ ìgbóná semiconductor tí ó ń tàn káàkiri àti ẹ̀rọ ìgbóná oxidation, àwọn ọkọ̀ ojú omi seramiki silikoni carbide ń kó ipa pàtàkì nínú mímú ìdúróṣinṣin ooru, ṣíṣàkóso ìbàjẹ́, àti rírí i dájú pé iṣẹ́ náà bá ara mu lábẹ́ àwọn ipò iṣẹ́ tí ó le gan-an. Ìgbésẹ̀ ooru gíga wọn, ìdúróṣinṣin ẹ̀rọ tí ó dára jùlọ, ìdúróṣinṣin ooru gíga, àti ìdúróṣinṣin kẹ́míkà mú kí wọ́n túbọ̀ ṣe pàtàkì nínú iṣẹ́ semiconductor tí ó ti lọ síwájú.

Bí àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ilana semiconductor ṣe ń tẹ̀síwájú láti yípadà, tí wọ́n ń di ohun tó díjú sí i, tí àwọn ohun tí a nílò láti ṣàkóso àbùkù sì ń pọ̀ sí i, pàtàkì àwọn ètò ìrù wafer seramiki tó ti ní ìlọsíwájú yóò máa pọ̀ sí i. Nínú àwọn aṣọ ìgbàlódé, ọ̀pọ̀ ìpèníjà tó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàkóso pàtákì, ìṣọ̀kan ooru, àti ìgbẹ́kẹ̀lé ni a lè tọ́ka sí nígbẹ̀yìn-gbẹ́yín sí ìbáṣepọ̀ láàárín ìwà gígun ooru, ìdúróṣinṣin ohun èlò, àti ìṣètò ètò ìrù wafer.

Nítorí náà, àwọn ọkọ̀ ojú omi seramiki onígun mẹ́ta tí a fi silicon carbide ṣe ń yára yípadà láti inú ohun èlò ìléru ìrànlọ́wọ́ sí àwọn èròjà pàtàkì fún iṣẹ́-ṣíṣe semiconductor ìran tí ń bọ̀.