Yüksək Təmizlikli CVD Qalın SiC: Material Artımı üçün Proses Insights

1. ƏnənəviCVD SiCDepozit Prosesi

SiC örtüklərinin qoyulması üçün standart CVD prosesi diqqətlə idarə olunan bir sıra addımları əhatə edir:

İstilik:CVD sobası 100-160°C temperatura qədər qızdırılır.

Substratın yüklənməsi:Qrafit substratı (mandrel) çökmə kamerası daxilində fırlanan platformaya yerləşdirilir.

Vakuum və Təmizləmə:Kamera bir neçə dövrədə arqon (Ar) qazı ilə boşaldılır və təmizlənir.

İstilik və Təzyiq Nəzarəti:Kamera davamlı vakuum altında çökmə temperaturuna qədər qızdırılır. İstənilən temperatura çatdıqdan sonra 40-60 kPa təzyiqə nail olmaq üçün Ar qazını daxil etməzdən əvvəl saxlama müddəti saxlanılır. Sonra kamera yenidən boşaldılır.

Prekursor qazının təqdimatı:Hidrogen (H2), arqon (Ar) və karbohidrogen qazının (alkan) qarışığı xlorosilan prekursoru (adətən silisium tetraklorid, SiCl4) ilə birlikdə əvvəlcədən qızdırılan kameraya daxil edilir. Sonra yaranan qaz qarışığı reaksiya kamerasına verilir.

Çöküntü və Soyutma:Çöküntü başa çatdıqdan sonra H2, xlorosilan və alkan axını dayandırılır. Arqon axını soyutma zamanı kameranı təmizləmək üçün saxlanılır. Nəhayət, kamera atmosfer təzyiqinə gətirilir, açılır və SiC ilə örtülmüş qrafit substratı çıxarılır.

2. Qalın tətbiqlərCVD SiCqatlar

Qalınlığı 1 mm-dən çox olan yüksək sıxlıqlı SiC təbəqələri kritik tətbiqlər tapır:

Yarımkeçiricilərin istehsalı:İnteqral sxemlərin istehsalı üçün quru aşındırma sistemlərində fokus halqaları (FR) kimi.

Optika və Aerokosmik:Yüksək şəffaflığa malik SiC təbəqələri optik güzgülərdə və kosmik gəmilərin pəncərələrində istifadə olunur.

Bu tətbiqlər yüksək məhsuldar materiallar tələb edir və qalın SiC-ni əhəmiyyətli iqtisadi potensiala malik yüksək qiymətli məhsula çevirir.

3. Yarımkeçirici Dərəcəsi üçün Hədəf XüsusiyyətləriCVD SiC

CVD SiCyarımkeçirici tətbiqlər üçün, xüsusən də fokus halqaları üçün ciddi material xüsusiyyətləri tələb olunur:

Yüksək təmizlik:Təmizlik səviyyəsi 99,9999% (6N) olan polikristal SiC.

Yüksək sıxlıq:Sıx, məsaməsiz bir mikro quruluş vacibdir.

Yüksək istilik keçiriciliyi:Nəzəri dəyərlər 490 W/m·K-a yaxınlaşır, praktiki dəyərlər isə 200-400 W/m·K arasında dəyişir.

İdarə olunan elektrik müqaviməti:0,01-500 Ω.cm arasında olan dəyərlər arzuolunandır.

Plazma Müqaviməti və Kimyəvi İnertlik:Aqressiv aşındırma mühitlərinə tab gətirmək üçün kritikdir.

Yüksək sərtlik:SiC-nin özünəməxsus sərtliyi (~3000 kq/mm2) xüsusi emal üsullarını tələb edir.

Kub Polikristal Quruluş:Üstünlüklə yönümlü 3C-SiC (β-SiC) üstünlük təşkil edən (111) kristalloqrafik oriyentasiya ilə arzu edilir.

4. 3C-SiC Qalın Filmlər üçün CVD Prosesi

Fokus halqaları üçün qalın 3C-SiC filmlərinin yerləşdirilməsi üçün üstünlük verilən üsul aşağıdakı parametrlərdən istifadə etməklə CVD-dir:

Öncül seçimi:Stokiometrik çökmə üçün 1:1 Si/C molar nisbəti təklif edən metiltriklorosilan (MTS) çox vaxt istifadə olunur. Bununla belə, bəzi istehsalçılar plazma müqavimətini artırmaq üçün Si:C nisbətini (1:1.1-dən 1:1.4) optimallaşdırır, taxıl ölçüsü paylanmasına və üstünlük verilən oriyentasiyaya potensial təsir göstərir.

Daşıyıcı qaz:Hidrogen (H2) xlor tərkibli növlərlə reaksiya verir, arqon (Ar) isə MTS üçün daşıyıcı qaz rolunu oynayır və çökmə sürətinə nəzarət etmək üçün qaz qarışığını sulandırır.

5. Fokus Ring Tətbiqləri üçün CVD Sistemi

Fokus halqaları üçün 3C-SiC yerləşdirmək üçün tipik CVD sisteminin sxematik təsviri təqdim olunur. Bununla belə, təfərrüatlı istehsal sistemləri tez-tez xüsusi hazırlanmış və mülkiyyətlidir.

6. Nəticə

CVD vasitəsilə yüksək təmizlikli, qalın SiC təbəqələrinin istehsalı çoxsaylı parametrlər üzərində dəqiq nəzarət tələb edən mürəkkəb prosesdir. Bu yüksək məhsuldar materiallara tələb artmaqda davam etdikcə, davam edən tədqiqat və inkişaf səyləri yeni nəsil yarımkeçiricilərin istehsalının və digər tələbkar tətbiqlərin ciddi tələblərinə cavab vermək üçün CVD texnikalarının optimallaşdırılmasına yönəlib.**