วิวัฒนาการของ CVD-SiC จากการเคลือบฟิล์มบางไปจนถึงวัสดุเทกอง

วัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความร้อนจัดและสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน CVD-SiC (ซิลิคอนคาร์ไบด์การสะสมไอสารเคมี) ให้ความเสถียรและความแข็งแกร่งที่จำเป็น ขณะนี้เป็นตัวเลือกหลักสำหรับชิ้นส่วนอุปกรณ์ขั้นสูงเนื่องจากมีความบริสุทธิ์และความหนาแน่นสูง

1. หลักการสำคัญของเทคโนโลยี CVD

CVD ย่อมาจากการสะสมไอสารเคมี กระบวนการนี้จะสร้างวัสดุที่เป็นของแข็งจากปฏิกิริยาเคมีในสถานะแก๊ส ผู้ผลิตมักใช้สารตั้งต้นอินทรีย์ เช่น เมทิลไตรคลอโรซิเลน (MTS) ไฮโดรเจนทำหน้าที่เป็นก๊าซพาหะของส่วนผสมนี้

กระบวนการนี้เกิดขึ้นในห้องปฏิกิริยาซึ่งมีอุณหภูมิระหว่าง 1100°C ถึง 1500°C โมเลกุลของก๊าซสลายตัวและรวมตัวกันใหม่บนพื้นผิวของสารตั้งต้นที่ร้อน ผลึก Beta-SiC เติบโตทีละชั้น อะตอมต่ออะตอม วิธีการนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความบริสุทธิ์ของสารเคมีที่สูงมาก ซึ่งมักจะเกิน 99.999% วัสดุที่ได้จะมีความหนาแน่นทางกายภาพใกล้เคียงกับขีดจำกัดทางทฤษฎีมาก

2. การเคลือบ SiC บนพื้นผิวกราไฟท์

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ใช้กราไฟท์เพื่อคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม กราไฟท์มีรูพรุนและหลุดร่อนอนุภาคที่อุณหภูมิสูง อีกทั้งยังช่วยให้ก๊าซซึมผ่านได้ง่าย ผู้ผลิตแก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยกระบวนการ CVD พวกเขาฝากฟิล์มบาง SiC ไว้บนพื้นผิวกราไฟท์ โดยทั่วไปชั้นนี้จะมีความหนา 100μm ถึง 200μm

สารเคลือบทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางทางกายภาพ ช่วยป้องกันอนุภาคกราไฟท์จากการปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมการผลิต นอกจากนี้ยังต้านทานการกัดกร่อนจากก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น แอมโมเนีย (NH3) การใช้งานที่สำคัญคือ MOCVD Susceptor การออกแบบนี้ผสมผสานความสม่ำเสมอทางความร้อนของกราไฟท์เข้ากับความเสถียรทางเคมีของซิลิคอนคาร์ไบด์ ช่วยให้ชั้นเยื่อบุผิวบริสุทธิ์ในระหว่างการเจริญเติบโต

3. วัสดุเทกองที่ฝาก CVD

กระบวนการบางอย่างต้องการความต้านทานการกัดเซาะอย่างมาก อื่นๆ จำเป็นต้องกำจัดวัสดุพิมพ์ออกทั้งหมด ในกรณีเหล่านี้ Bulk SiC คือทางออกที่ดีที่สุด การสะสมจำนวนมากจำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ปฏิกิริยาที่แม่นยำมาก วงจรการสะสมจะใช้เวลานานกว่ามากในการทำให้ชั้นหนาขึ้น ชั้นเหล่านี้มีความหนาหลายมิลลิเมตรหรือเซนติเมตร

วิศวกรจะถอดวัสดุตั้งต้นออกเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนซิลิกอนคาร์ไบด์บริสุทธิ์ ส่วนประกอบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์แกะสลักแบบแห้ง ตัวอย่างเช่น วงแหวนโฟกัสหันหน้าไปทางพลาสมาพลังงานสูงโดยตรง CVD-SiC จำนวนมากมีระดับสิ่งเจือปนต่ำมาก มีความต้านทานต่อการกัดเซาะของพลาสมาได้ดีกว่า ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนอุปกรณ์ได้อย่างมาก

4. ข้อดีทางเทคนิคของกระบวนการ CVD

CVD-SiC มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุเผาผนึกแบบดั้งเดิมในหลายๆ ด้าน:

ความบริสุทธิ์สูง:สารตั้งต้นของเฟสแก๊สช่วยให้เกิดการทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึก วัสดุนี้ไม่มีสารยึดเกาะที่เป็นโลหะ ซึ่งจะช่วยป้องกันการปนเปื้อนของไอออนของโลหะในระหว่างการประมวลผลแผ่นเวเฟอร์

โครงสร้างจุลภาคหนาแน่น:การเรียงซ้อนของอะตอมจะสร้างโครงสร้างที่ไม่มีรูพรุน ส่งผลให้มีการนำความร้อนและความแข็งทางกลที่ดีเยี่ยม

คุณสมบัติไอโซโทรปิก:CVD-SiC รักษาประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในทุกทิศทาง ต้านทานความล้มเหลวจากความเครียดจากความร้อนภายใต้สภาวะการทำงานที่ซับซ้อน

เทคโนโลยี CVD-SiC สนับสนุนอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ผ่านทั้งการเคลือบและโครงสร้างเทกอง ที่ Vetek Semiconductor เราติดตามความก้าวหน้าล่าสุดในด้านวัสดุศาสตร์ เราทุ่มเทเพื่อนำเสนอโซลูชันซิลิกอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรม