A CVD-SiC evolúciója a vékonyréteg-bevonatoktól az ömlesztett anyagokig

A nagy tisztaságú anyagok elengedhetetlenek a félvezetőgyártáshoz. Ezek a folyamatok rendkívüli hőhatást és korrozív vegyszereket foglalnak magukban. A CVD-SiC (Chemical Vapor Deposition Silicon Carbide) biztosítja a szükséges stabilitást és szilárdságot. Nagy tisztasága és sűrűsége miatt ma már elsődleges választás a fejlett berendezések alkatrészei számára.

1. A CVD technológia alapelvei

A CVD a Chemical Vapor Deposition rövidítése. Ez a folyamat szilárd anyagokat hoz létre gázfázisú kémiai reakciókból. A gyártók általában szerves prekurzorokat használnak, mint például a metil-triklórszilán (MTS). Ennek a keveréknek a hordozógáza a hidrogén.

A folyamat 1100°C és 1500°C közé melegített reakciókamrában zajlik. A gáznemű molekulák a forró szubsztrátum felületén bomlanak le és rekombinálódnak. A béta-SiC kristályok rétegről rétegre, atomról atomra nőnek. Ez a módszer rendkívül magas kémiai tisztaságot biztosít, amely gyakran meghaladja a 99,999%-ot. A kapott anyag az elméleti határokhoz nagyon közeli fizikai sűrűséget ér el.

2. SiC bevonatok grafit szubsztrátumokon

A félvezetőipar kiváló termikus tulajdonságai miatt használja a grafitot. A grafit azonban porózus, és magas hőmérsékleten eltávolítja a részecskéket. Ezenkívül lehetővé teszi a gázok könnyű áthatolását. A gyártók ezeket a problémákat a CVD eljárással oldják meg. Vékony SiC filmet raknak le a grafit felületére. Ez a réteg általában 100-200 μm vastag.

A bevonat fizikai akadályként működik. Megakadályozza, hogy a grafit részecskék szennyezzék a gyártási környezetet. Ellenáll továbbá a korrozív gázok, például az ammónia (NH3) eróziójának. Az egyik fő alkalmazás a MOCVD Susceptor. Ez a kialakítás egyesíti a grafit termikus egyenletességét a szilícium-karbid kémiai stabilitásával. A növekedés során tisztán tartja az epitaxiális réteget.

3. CVD-vel letétbe helyezett tömeges anyagok

Egyes eljárások rendkívüli erózióállóságot igényelnek. Másoknak teljesen el kell távolítaniuk az aljzatot. Ezekben az esetekben a Bulk SiC a legjobb megoldás. A tömeges leválasztás a reakcióparaméterek nagyon pontos szabályozását igényli. A lerakódási ciklus sokkal tovább tart, hogy vastag rétegeket növeszthessen. Ezek a rétegek több milliméter vagy akár centiméter vastagságot is elérnek.

A mérnökök eltávolítják az eredeti hordozót, hogy tiszta szilícium-karbid alkatrészt kapjanak. Ezek az alkatrészek kritikus fontosságúak a szárazmarató berendezésben. Például a fókuszgyűrű közvetlenül nagy energiájú plazmának van kitéve. Az ömlesztett CVD-SiC nagyon alacsony szennyeződésekkel rendelkezik. Kiváló ellenállást biztosít a plazma erózióval szemben. Ez jelentősen meghosszabbítja a berendezés alkatrészeinek élettartamát.

4. A CVD-eljárás technikai előnyei

A CVD-SiC több szempontból is felülmúlja a hagyományos préseléssel szinterezett anyagokat:

Nagy tisztaságú:A gázfázisú prekurzorok mély tisztítást tesznek lehetővé. Az anyag nem tartalmaz fémes kötőanyagot. Ez megakadályozza a fémionok szennyeződését az ostyafeldolgozás során.

Sűrű mikrostruktúra:Az atomos halmozás nem porózus szerkezetet hoz létre. Ez kiváló hővezető képességet és mechanikai keménységet eredményez.

Izotróp tulajdonságok:A CVD-SiC minden irányban egyenletes teljesítményt biztosít. Bonyolult üzemi körülmények között ellenáll a hőterhelés okozta meghibásodásoknak.

A CVD-SiC technológia támogatja a félvezetőipart bevonatok és ömlesztett szerkezetek révén egyaránt. A Vetek Semiconductornál követjük az anyagtudomány legújabb vívmányait. Célunk, hogy kiváló minőségű szilícium-karbid megoldásokat kínáljunk az ipar számára.