Udviklingen af ​​CVD-SiC fra tynde filmbelægninger til bulkmaterialer

Materialer med høj renhed er afgørende for fremstilling af halvledere. Disse processer involverer ekstrem varme og ætsende kemikalier. CVD-SiC (Chemical Vapour Deposition Silicon Carbide) giver den nødvendige stabilitet og styrke. Det er nu et primært valg til avancerede udstyrsdele på grund af dets høje renhed og tæthed.

1. Kerneprincipperne for CVD-teknologi

CVD står for Chemical Vapor Deposition. Denne proces skaber faste materialer fra gasfasekemiske reaktioner. Producenter bruger typisk organiske prækursorer som methyltrichlorsilan (MTS). Hydrogen fungerer som bæregas for denne blanding.

Processen foregår i et reaktionskammer opvarmet mellem 1100°C og 1500°C. Gasformige molekyler nedbrydes og rekombinerer på den varme substratoverflade. Beta-SiC-krystaller vokser lag for lag, atom for atom. Denne metode sikrer ekstrem høj kemisk renhed, ofte over 99,999%. Det resulterende materiale når en fysisk tæthed meget tæt på teoretiske grænser.

2. SiC-belægninger på grafitunderlag

Halvlederindustrien bruger grafit for dets fremragende termiske egenskaber. Grafit er dog porøst og udskiller partikler ved høje temperaturer. Det tillader også, at gasser let trænger igennem. Producenter løser disse problemer med CVD-processen. De afsætter en tynd SiC-film på grafitoverfladen. Dette lag er normalt 100μm til 200μm tykt.

Belægningen fungerer som en fysisk barriere. Det forhindrer grafitpartikler i at forurene produktionsmiljøet. Det modstår også erosion fra ætsende gasser som ammoniak (NH3). En stor applikation er MOCVD Susceptor. Dette design kombinerer den termiske ensartethed af grafit med den kemiske stabilitet af siliciumcarbid. Det holder det epitaksiale lag rent under væksten.

3. CVD-deponerede bulkmaterialer

Nogle processer kræver ekstrem erosionsbestandighed. Andre skal fjerne substratet helt. I disse tilfælde er Bulk SiC den bedste løsning. Masseafsætning kræver meget præcis styring af reaktionsparametre. Aflejringscyklussen varer meget længere for at vokse tykke lag. Disse lag når flere millimeter eller endda centimeter i tykkelse.

Ingeniører fjerner det originale substrat for at opnå en ren siliciumcarbiddel. Disse komponenter er kritiske for tørætsningsudstyr. For eksempel udsættes fokusringen for direkte eksponering for højenergiplasma. Bulk CVD-SiC har meget lave urenhedsniveauer. Det giver overlegen modstand mod plasmaerosion. Dette forlænger levetiden for udstyrsdelene betydeligt.

4. Tekniske fordele ved CVD-processen

CVD-SiC udkonkurrerer traditionelle pressesintrede materialer på flere måder:

Høj renhed:Gasfase-prækursorer giver mulighed for dyb rensning. Materialet indeholder ingen metalliske bindemidler. Dette forhindrer metalionkontamination under waferbehandling.

Tæt mikrostruktur:Atomstablingen skaber en ikke-porøs struktur. Dette resulterer i fremragende varmeledningsevne og mekanisk hårdhed.

Isotropiske egenskaber:CVD-SiC opretholder ensartet ydeevne i alle retninger. Det modstår fejl fra termisk stress under komplekse driftsforhold.

CVD-SiC-teknologien understøtter halvlederindustrien gennem både belægninger og bulkstrukturer. Hos Vetek Semiconductor følger vi de seneste fremskridt inden for materialevidenskab. Vi er dedikerede til at levere siliciumcarbidløsninger af høj kvalitet til industrien.