CVD SiC Coating: prosessi, edut ja sovellukset

Mikä on CVD SiC Coating?
Jos tarkastellaan, kuinka komponentit suojataan puolijohdelaitteiden sisällä, yksi yleinen lähestymistapa on käyttää CVD-prosessilla muodostettua piikarbidipinnoitetta.

Yksinkertaisesti sanottuna ohut piikarbidikerros luodaan suoraan osien, kuten grafiitin tai keraamisten komponenttien, pinnalle. Tämä kerros toimii esteenä, joten pohjamateriaali ei altistu lämmölle, reaktiivisille kaasuille tai plasmalle.

Varsinaisessa käytössä ratkaisevaa on se, miten pinnoite käyttäytyy ajan myötä. Esimerkiksi pysyykö se vakaana toistuvien lämmitysjaksojen jälkeen vai alkaako se hajota syövyttävissä ympäristöissä.

Siellä käytetään usein CVD SiC -pinnoitteita – ne kestävät yleensä paremmin näissä yhdistetyissä olosuhteissa.

Pinnoitteen paksuuden tasaisuus erien välillä on 10 um

• Alustan valmistelu:Yleensä se alkaa grafiitti- tai keraamisesta osasta, joka on puhdistettu ja pintakäsitelty. Tämä vaihe on tärkeämpi kuin miltä se näyttää, koska tarttuvuus riippuu paljon pinnan kunnosta.
• Kaasun esittely:Esiasteet, kuten MTS ja vety, syötetään reaktoriin. Tarkka suhde voi vaihdella asetuksista riippuen.
• Laskeumareaktio:Korotetuissa lämpötiloissa (tyypillisesti noin 1000–1400°C) kaasut alkavat reagoida lähellä pintaa muodostaen piikarbidia reaktion edetessä.
• Kasvunhallinta:Pinnoitteen paksuuteen ja rakenteeseen vaikuttavat lämpötila, paine ja kaasuvirta. Käytännössä näiden pitäminen vakaina on avainasemassa yhtenäisen kerroksen saamiseksi.
• Jäähdytys ja tarkastus:Päällystyksen jälkeen osat jäähdytetään hallitusti ja sitten tarkistetaan, että pinnoite on tasainen ja kunnolla kiinni.
  
  

CVD SiC -pinnoitteen tärkeimmät edut
Useimmissa sovelluksissa CVD SiC -pinnoitetta ei valita yhden ominaisuuden vuoksi, vaan sen perusteella, miten se toimii kokonaisuudessaan.

• Korkean lämpötilan kesto:Se pysyy suhteellisen stabiilina toistuvassa kuumennuksessa, mikä on hyödyllistä epitaksi- ja uuniprosesseissa.
• Korroosionkestävyys:Se käsittelee reaktiivisia kaasuja, kuten klooria ja fluoria, kohtuullisen hyvin moniin muihin materiaaleihin verrattuna.
• Pieni hiukkastuotanto:Koska pinta on tiheä, se pyrkii tuottamaan vähemmän hiukkasia, mikä auttaa kontaminaatioherkissä prosesseissa.
• Mekaaninen kestävyys:Pinnoite on melko kova, joten se kestää käsittelyn ja pitkäaikaisen käytön aikana kulumista.
• Prosessin vakaus:Tasaisen pinnoitteen laadun ansiosta laitteet toimivat ennustettavammin ajan myötä.
  
  

• Puolijohdelaitteet:Käytetään suskeptoreissa, kiekkojen alustassa, prosessiputkissa ja kammiokomponenteissa.
• Epitaksi (SiC / GaN / LED):Tarjoaa vakaan ja puhtaan ympäristön korkealaatuiselle kalvon kasvulle.
• Plasmankäsittelyjärjestelmät:Suojaa PECVD-, ICP- ja RIE-järjestelmien komponentteja plasmaeroosiolta.
• Korkean lämpötilan uunit:Varmistaa kestävyyden diffuusio- ja hapetusprosesseissa.
• Kehittyneet teolliset sovellukset:Käytetään myös ilmailussa ja muissa korkean lämpötilan järjestelmissä.

Toimialan näkökulma
Puolijohdeprosessien kehittyessä laitteiden sisällä käytettäviä materiaaleja koskevat odotukset kasvavat.

Todellisissa tuotantoympäristöissä tekijät, kuten pinnoitteen puhtaus, tiheys, tarttuvuus ja pitkäaikainen vakaus, vaikuttavat suoraan työkalun suorituskykyyn ja huoltotiheyteen. Pienetkin vaihtelut voivat johtaa sadonmenetyksiin tai lyhentää komponenttien käyttöikää.

Tämä on yksi syy siihen, miksi CVD SiC -pinnoitteet ovat yleistyneet viime vuosina. Ne kestävät yleensä paremmin sekaympäristöissä, joissa lämpö, ​​reaktiiviset kaasut ja plasma ovat kaikki läsnä samanaikaisesti.

Näet useiden toimittajien työskentelevän tämän parissa, mukaan lukien VeTek Semiconductor, joka keskittyy pääasiassa prosessin vakauden parantamiseen ja pinnoitteen suorituskyvyn ennustettavaksi pidemmällä aikavälillä.

    

Johtopäätös
Jos katsot, missä sitä käytetään nykyään, CVD SiC -pinnoite on jo melko vakiovalinta monissa puolijohde- ja korkean lämpötilan asetuksissa.

Valitus on melko suoraviivainen:

• Se kestää hyvin lämpöä hajoamatta liian nopeasti
• Se ei reagoi helposti aggressiivisten prosessikaasujen kanssa
• Se auttaa pitämään saastumisen hallinnassa
• Ja useimmissa tapauksissa se kestää kauemmin kuin monet vaihtoehtoiset pinnoitteet

Tietenkään mikään materiaali ei ole täydellinen, mutta moniin sovelluksiin – erityisesti epitaksiin ja plasmaan liittyviin prosesseihin – se on käytännöllinen ja todistettu vaihtoehto.

Prosessin olosuhteiden kiristyessä on todennäköistä, että materiaalit, kuten piikarbidipinnoitteet, saavat jatkuvasti pitoa, koska ne tarjoavat hyvän tasapainon suorituskyvyn ja luotettavuuden välillä.