CVD-SiC:n kehitys ohutkalvopinnoitteista bulkkimateriaaleihin

Erittäin puhtaat materiaalit ovat välttämättömiä puolijohteiden valmistuksessa. Näihin prosesseihin liittyy äärimmäistä lämpöä ja syövyttäviä kemikaaleja. CVD-SiC (Chemical Vapor Deposition Silicon Carbide) tarjoaa tarvittavan vakauden ja lujuuden. Se on nyt ensisijainen valinta edistyneiden laitteiden osille korkean puhtautensa ja tiheytensä vuoksi.

1. CVD-tekniikan perusperiaatteet

CVD on lyhenne sanoista Chemical Vapor Deposition. Tämä prosessi tuottaa kiinteitä aineita kaasufaasin kemiallisista reaktioista. Valmistajat käyttävät tyypillisesti orgaanisia esiasteita, kuten metyylitrikloorisilaania (MTS). Vety toimii tämän seoksen kantajakaasuna.

Prosessi tapahtuu reaktiokammiossa, joka on lämmitetty välillä 1100 °C - 1500 °C. Kaasumaiset molekyylit hajoavat ja yhdistyvät uudelleen kuumalla substraatin pinnalla. Beta-SiC-kiteet kasvavat kerros kerrokselta, atomi atomilta. Tämä menetelmä takaa erittäin korkean kemiallisen puhtauden, usein yli 99,999 %. Tuloksena oleva materiaali saavuttaa fyysisen tiheyden, joka on hyvin lähellä teoreettisia rajoja.

2. Grafiittisubstraattien piikarbidipinnoitteet

Puolijohdeteollisuus käyttää grafiittia sen erinomaisten lämpöominaisuuksien vuoksi. Grafiitti on kuitenkin huokoista ja irtoaa hiukkasia korkeissa lämpötiloissa. Se mahdollistaa myös kaasujen tunkeutumisen helposti. Valmistajat ratkaisevat nämä ongelmat CVD-prosessilla. Ne kerrostavat SiC ohuen kalvon grafiitin pinnalle. Tämä kerros on yleensä 100–200 µm paksu.

Pinnoite toimii fyysisenä esteenä. Se estää grafiittihiukkasia saastuttamasta tuotantoympäristöä. Se kestää myös syövyttävien kaasujen, kuten ammoniakin (NH3) aiheuttamaa eroosiota. Tärkeä sovellus on MOCVD Susceptor. Tämä malli yhdistää grafiitin lämpötasaisuuden ja piikarbidin kemiallisen stabiilisuuden. Se pitää epitaksiaalikerroksen puhtaana kasvun aikana.

3. CVD-talletetut irtotavarat

Jotkut prosessit vaativat äärimmäistä eroosionkestävyyttä. Toisten on poistettava alusta kokonaan. Näissä tapauksissa Bulk SiC on paras ratkaisu. Irtotavarapinnoitus vaatii reaktioparametrien erittäin tarkan hallinnan. Kerrostumisjakso kestää paljon kauemmin paksujen kerrosten kasvattamiseksi. Näiden kerrosten paksuus on useita millimetrejä tai jopa senttejä.

Insinöörit poistavat alkuperäisen alustan puhtaan piikarbidiosan saamiseksi. Nämä komponentit ovat tärkeitä kuivaetsauslaitteille. Esimerkiksi tarkennusrengas altistuu suoraan korkeaenergiselle plasmalle. Bulkki-CVD-SiC:llä on erittäin alhaiset epäpuhtaudet. Se tarjoaa erinomaisen vastustuskyvyn plasmaeroosiota vastaan. Tämä pidentää merkittävästi laitteen osien käyttöikää.

4. CVD-prosessin tekniset edut

CVD-SiC ylittää perinteiset puristussintratut materiaalit useilla tavoilla:

Korkea puhtaus:Kaasufaasin esiasteet mahdollistavat syväpuhdistuksen. Materiaali ei sisällä metallisia sideaineita. Tämä estää metalli-ionien kontaminoitumisen kiekkojen käsittelyn aikana.

Tiheä mikrorakenne:Atomipinoaminen luo ei-huokoisen rakenteen. Tuloksena on erinomainen lämmönjohtavuus ja mekaaninen kovuus.

Isotrooppiset ominaisuudet:CVD-SiC säilyttää tasaisen suorituskyvyn kaikkiin suuntiin. Se kestää lämpörasituksen aiheuttamaa vikaa monimutkaisissa käyttöolosuhteissa.

CVD-SiC-teknologia tukee puolijohdeteollisuutta sekä pinnoitteiden että bulkkirakenteiden kautta. Me Vetek Semiconductorissa seuraamme materiaalitieteen viimeisimpiä edistysaskeleita. Olemme sitoutuneet tarjoamaan korkealaatuisia piikarbidiratkaisuja teollisuudelle.