Sự phát triển của CVD-SiC từ lớp phủ màng mỏng đến vật liệu khối

Vật liệu có độ tinh khiết cao rất cần thiết cho sản xuất chất bán dẫn. Các quá trình này liên quan đến nhiệt độ cực cao và hóa chất ăn mòn. CVD-SiC (Cacbua silic lắng đọng hơi hóa học) mang lại độ ổn định và độ bền cần thiết. Hiện nay nó là lựa chọn hàng đầu cho các bộ phận thiết bị tiên tiến do độ tinh khiết và mật độ cao.

1. Nguyên tắc cốt lõi của công nghệ CVD

CVD là viết tắt của Lắng đọng hơi hóa học. Quá trình này tạo ra vật liệu rắn từ các phản ứng hóa học ở pha khí. Các nhà sản xuất thường sử dụng tiền chất hữu cơ như Methyltrichlorosilane (MTS). Hydro đóng vai trò là khí mang cho hỗn hợp này.

Quá trình diễn ra trong buồng phản ứng được làm nóng ở nhiệt độ từ 1100°C đến 1500°C. Các phân tử khí phân hủy và kết hợp lại trên bề mặt chất nền nóng. Tinh thể Beta-SiC phát triển từng lớp, từng nguyên tử. Phương pháp này đảm bảo độ tinh khiết hóa học cực cao, thường vượt quá 99,999%. Vật liệu thu được đạt mật độ vật lý rất gần với giới hạn lý thuyết.

2. Lớp phủ SiC trên nền than chì

Ngành công nghiệp bán dẫn sử dụng than chì vì tính chất nhiệt tuyệt vời của nó. Tuy nhiên, than chì xốp và bong ra các hạt ở nhiệt độ cao. Nó cũng cho phép khí thấm dễ dàng. Các nhà sản xuất giải quyết những vấn đề này bằng quy trình CVD. Họ lắng đọng một màng mỏng SiC lên bề mặt than chì. Lớp này thường dày từ 100μm đến 200μm.

Lớp phủ hoạt động như một rào cản vật lý. Nó ngăn chặn các hạt than chì làm ô nhiễm môi trường sản xuất. Nó cũng chống xói mòn từ các khí ăn mòn như amoniac (NH3). Một ứng dụng chính là Bộ cảm biến MOCVD. Thiết kế này kết hợp tính đồng nhất nhiệt của than chì với tính ổn định hóa học của cacbua silic. Nó giữ cho lớp epitaxy tinh khiết trong quá trình tăng trưởng.

3. Vật liệu rời được ký gửi CVD

Một số quy trình yêu cầu khả năng chống xói mòn cực cao. Những người khác cần loại bỏ hoàn toàn chất nền. Trong những trường hợp này, Bulk SiC là giải pháp tốt nhất. Sự lắng đọng số lượng lớn đòi hỏi phải kiểm soát rất chính xác các thông số phản ứng. Chu kỳ lắng đọng kéo dài lâu hơn để phát triển các lớp dày. Những lớp này có độ dày vài mm hoặc thậm chí cm.

Các kỹ sư loại bỏ chất nền ban đầu để thu được phần cacbua silic nguyên chất. Những thành phần này rất quan trọng đối với thiết bị Khắc khô. Ví dụ: Vòng lấy nét phải đối mặt với việc tiếp xúc trực tiếp với plasma năng lượng cao. CVD-SiC số lượng lớn có mức tạp chất rất thấp. Nó cung cấp khả năng chống xói mòn plasma vượt trội. Điều này giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của các bộ phận thiết bị.

4. Ưu điểm kỹ thuật của quy trình CVD

CVD-SiC vượt trội hơn các vật liệu thiêu kết ép truyền thống theo nhiều cách:

Độ tinh khiết cao:Tiền chất pha khí cho phép thanh lọc sâu. Vật liệu không chứa chất kết dính kim loại. Điều này ngăn ngừa ô nhiễm ion kim loại trong quá trình xử lý wafer.

Cấu trúc vi mô dày đặc:Việc xếp chồng nguyên tử tạo ra một cấu trúc không xốp. Điều này dẫn đến độ dẫn nhiệt tuyệt vời và độ cứng cơ học.

Tính chất đẳng hướng:CVD-SiC duy trì hiệu suất ổn định theo mọi hướng. Nó chống lại sự hư hỏng do ứng suất nhiệt trong các điều kiện vận hành phức tạp.

Công nghệ CVD-SiC hỗ trợ ngành công nghiệp bán dẫn thông qua cả lớp phủ và cấu trúc khối. Tại Vetek Semiconductor, chúng tôi theo dõi những tiến bộ mới nhất trong khoa học vật liệu. Chúng tôi tận tâm cung cấp các giải pháp cacbua silic chất lượng cao cho ngành công nghiệp.