Razvoj CVD-SiC od tankoslojnih premazov do razsutih materialov

Materiali visoke čistosti so bistveni za proizvodnjo polprevodnikov. Ti procesi vključujejo izjemno vročino in jedke kemikalije. CVD-SiC (silicijev karbid s kemičnim naparjevanjem) zagotavlja potrebno stabilnost in moč. Zaradi svoje visoke čistosti in gostote je zdaj primarna izbira za dele napredne opreme.

1. Temeljna načela tehnologije CVD

CVD je kratica za Chemical Vapor Deposition. Ta proces ustvarja trdne materiale iz kemičnih reakcij v plinski fazi. Proizvajalci običajno uporabljajo organske prekurzorje, kot je metiltriklorosilan (MTS). Vodik deluje kot nosilni plin za to mešanico.

Postopek poteka v reakcijski komori, segreti med 1100°C in 1500°C. Plinaste molekule se na vroči površini substrata razgradijo in rekombinirajo. Kristali beta-SiC rastejo plast za plastjo, atom za atomom. Ta metoda zagotavlja izjemno visoko kemično čistost, ki pogosto presega 99,999 %. Nastali material doseže fizikalno gostoto zelo blizu teoretičnih meja.

2. SiC prevleke na grafitnih podlagah

Industrija polprevodnikov uporablja grafit zaradi njegovih odličnih toplotnih lastnosti. Vendar je grafit porozen in pri visokih temperaturah oddaja delce. Prav tako omogoča enostavno prodiranje plinov. Proizvajalci te težave rešujejo s postopkom CVD. Na površino grafita nanesejo tanek film SiC. Ta plast je običajno debela od 100 μm do 200 μm.

Prevleka deluje kot fizična ovira. Preprečuje, da bi delci grafita onesnažili proizvodno okolje. Prav tako je odporen proti eroziji zaradi jedkih plinov, kot je amoniak (NH3). Glavna uporaba je susceptor MOCVD. Ta oblika združuje toplotno enakomernost grafita s kemično stabilnostjo silicijevega karbida. Med rastjo ohranja epitaksialno plast čisto.

3. CVD-deponirani razsuti materiali

Nekateri postopki zahtevajo izjemno odpornost proti eroziji. Drugi morajo substrat v celoti odstraniti. V teh primerih je Bulk SiC najboljša rešitev. Masivno nanašanje zahteva zelo natančen nadzor reakcijskih parametrov. Cikel nanašanja traja veliko dlje, da nastanejo debele plasti. Te plasti dosežejo debelino nekaj milimetrov ali celo centimetrov.

Inženirji odstranijo originalni substrat, da dobijo del iz čistega silicijevega karbida. Te komponente so ključne za opremo za suho jedkanje. Na primer, Focus Ring je neposredno izpostavljen visokoenergijski plazmi. CVD-SiC v razsutem stanju ima zelo nizke ravni nečistoč. Ponuja vrhunsko odpornost na plazemsko erozijo. To bistveno podaljša življenjsko dobo delov opreme.

4. Tehnične prednosti postopka CVD

CVD-SiC prekaša tradicionalne materiale, sintrane s stiskanjem, na več načinov:

Visoka čistost:Prekurzorji v plinski fazi omogočajo globoko čiščenje. Material ne vsebuje kovinskih veziv. To preprečuje kontaminacijo kovinskih ionov med obdelavo rezin.

Gosta mikrostruktura:Atomsko zlaganje ustvari neporozno strukturo. Posledica tega je odlična toplotna prevodnost in mehanska trdnost.

Izotropne lastnosti:CVD-SiC ohranja dosledno delovanje v vseh smereh. Odporen je na okvaro zaradi toplotne obremenitve v zapletenih pogojih delovanja.

Tehnologija CVD-SiC podpira industrijo polprevodnikov tako s premazi kot s strukturo v razsutem stanju. Pri Vetek Semiconductor sledimo najnovejšemu napredku v znanosti o materialih. Predani smo zagotavljanju visokokakovostnih rešitev iz silicijevega karbida za industrijo.