Szczegółowe wyjaśnienie technologii procesowej półprzewodników CVD SiC (część I)

I. Przegląd technologii procesu chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) węglika krzemu (Sic).

Przed omówieniem technologii procesu chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) węglika krzemu (Sic), przyjrzyjmy się najpierw podstawowej wiedzy na temat „chemicznego osadzania z fazy gazowej”.

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) jest powszechnie stosowaną techniką przygotowywania różnych powłok. Polega na osadzaniu się reagentów gazowych na powierzchni podłoża w odpowiednich warunkach reakcji w celu utworzenia jednolitej cienkiej warstwy lub powłoki.

Węglik krzemu CVD (Sic)to proces osadzania próżniowego stosowany do produkcji materiałów stałych o wysokiej czystości. Proces ten jest często stosowany w produkcji półprzewodników do tworzenia cienkich warstw na powierzchniach płytek. W procesie CVD mającym na celu przygotowanie węglika krzemu (Sic) podłoże poddaje się działaniu jednego lub większej liczby lotnych prekursorów. Prekursory te ulegają reakcji chemicznej na powierzchni podłoża, osadzając pożądany osad węglika krzemu (Sic). Spośród wielu metod wytwarzania materiałów z węglika krzemu (SiC), chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) pozwala uzyskać produkty o wysokiej jednorodności i czystości oraz zapewnia dużą kontrolę procesu.

Materiały z węglika krzemu (SiC) osadzane metodą CVD charakteryzują się unikalną kombinacją doskonałych właściwości termicznych, elektrycznych i chemicznych, co czyni je idealnymi do zastosowań w przemyśle półprzewodników wymagających materiałów o wysokiej wydajności. Komponenty SiC osadzane metodą CVD są szeroko stosowane w sprzęcie do trawienia, sprzęcie MOCVD, sprzęcie epitaksjalnym Si, sprzęcie epitaksjalnym SiC i sprzęcie do szybkiej obróbki termicznej.

Ogólnie rzecz biorąc, największym segmentem rynku komponentów SiC osadzanych metodą CVD są komponenty sprzętu do trawienia. Ze względu na niską reaktywność i przewodność SiC naniesionego metodą CVD w stosunku do gazów trawiących zawierających chlor i fluor, jest to idealny materiał na takie elementy, jak pierścienie ogniskujące w sprzęcie do trawienia plazmowego. W sprzęcie do trawienia, komponentach dochemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) węglik krzemu (SiC)obejmują pierścienie ogniskujące, głowice rozpylające gaz, tace i pierścienie krawędziowe. Biorąc za przykład pierścień do ustawiania ostrości, jest to kluczowy element umieszczony na zewnątrz płytki i mający z nią bezpośredni kontakt. Przykładając napięcie do pierścienia, przechodząca przez niego plazma skupia się na płytce, poprawiając jednorodność przetwarzania. Tradycyjnie pierścienie ostrości są wykonane z krzemu lub kwarcu. Wraz z postępem miniaturyzacji układów scalonych zapotrzebowanie i znaczenie procesów trawienia w produkcji układów scalonych stale rośnie. Moc i energia plazmy trawiącej stale się poprawia, zwłaszcza w urządzeniach do trawienia plazmowego ze sprzężeniem pojemnościowym, gdzie wymagana jest wyższa energia plazmy. Dlatego coraz powszechniejsze staje się stosowanie pierścieni ostrości wykonanych z węglika krzemu.

W prostych słowach: chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) węglik krzemu (SiC) odnosi się do materiału węglika krzemu wytwarzanego w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej. W tej metodzie prekursor gazowy, zwykle zawierający krzem i węgiel, reaguje w reaktorze wysokotemperaturowym, osadzając warstwę węglika krzemu na podłożu. Węglik krzemu (SiC) metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) jest ceniony ze względu na swoje doskonałe właściwości, w tym wysoką przewodność cieplną, obojętność chemiczną, wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na szok termiczny i ścieranie. Te właściwości sprawiają, że CVD SiC jest idealnym rozwiązaniem do wymagających zastosowań, takich jak produkcja półprzewodników, komponenty lotnicze, pancerze i powłoki o wysokiej wydajności. Materiał wykazuje wyjątkową trwałość i stabilność w ekstremalnych warunkach, zapewniając jego skuteczność w zwiększaniu wydajności i żywotności zaawansowanych technologii i systemów przemysłowych.

II. Podstawowy proces chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD)

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) to proces przekształcający materiały z fazy gazowej w fazę stałą, stosowany do tworzenia cienkich warstw lub powłok na powierzchni podłoża. Podstawowy proces osadzania z fazy gazowej wygląda następująco:

1. Przygotowanie podłoża: 

Wybierz odpowiedni materiał podłoża oraz wykonaj czyszczenie i obróbkę powierzchni, aby powierzchnia podłoża była czysta, gładka i miała dobrą przyczepność.

2. Przygotowanie gazu reaktywnego: 

Przygotuj wymagane reaktywne gazy lub pary i wprowadź je do komory osadzania poprzez system zasilania gazem. Gazami reaktywnymi mogą być związki organiczne, prekursory metaloorganiczne, gazy obojętne lub inne pożądane gazy.

3. Reakcja osadzania: 

W ustalonych warunkach reakcji rozpoczyna się proces naparowywania. Reaktywne gazy reagują chemicznie lub fizycznie z powierzchnią podłoża, tworząc osad. Może to być rozkład termiczny w fazie pary, reakcja chemiczna, rozpylanie katodowe, wzrost epitaksjalny itp., w zależności od zastosowanej techniki osadzania.

4. Kontrola i monitorowanie: 

Podczas procesu osadzania kluczowe parametry muszą być kontrolowane i monitorowane w czasie rzeczywistym, aby mieć pewność, że uzyskana folia będzie miała pożądane właściwości. Obejmuje to pomiar temperatury, kontrolę ciśnienia i regulację natężenia przepływu gazu w celu utrzymania stabilności i spójności warunków reakcji.

5. Zakończenie osadzania i przetwarzanie po osadzaniu 

Po osiągnięciu określonego czasu osadzania lub grubości, dopływ gazu reaktywnego zostaje zatrzymany, co kończy proces osadzania. Następnie, w razie potrzeby, przeprowadza się odpowiednią obróbkę po osadzaniu, taką jak wyżarzanie, dostosowywanie struktury i obróbka powierzchni, aby poprawić wydajność i jakość folii.

Należy zauważyć, że konkretny proces osadzania z fazy gazowej może się różnić w zależności od zastosowanej technologii osadzania, rodzaju materiału i wymagań aplikacji. Jednakże podstawowy proces opisany powyżej obejmuje większość typowych etapów osadzania z fazy gazowej.

Semicorex oferuje wysoką jakośćProdukty CVD SiC. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com