హై-ప్యూరిటీ CVD థిక్ SiC: మెటీరియల్ గ్రోత్ కోసం ప్రాసెస్ అంతర్దృష్టులు

1. సంప్రదాయCVD SiCడిపాజిట్ ప్రక్రియ

SiC పూతలను డిపాజిట్ చేయడానికి ప్రామాణిక CVD ప్రక్రియ జాగ్రత్తగా నియంత్రించబడిన దశల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది:

వేడి చేయడం:CVD ఫర్నేస్ 100-160°C మధ్య ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడుతుంది.

సబ్‌స్ట్రేట్ లోడ్ అవుతోంది:గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్ (మాండ్రెల్) నిక్షేపణ చాంబర్‌లో తిరిగే ప్లాట్‌ఫారమ్‌పై ఉంచబడుతుంది.

వాక్యూమ్ మరియు ప్రక్షాళన:గది అనేక చక్రాలలో ఆర్గాన్ (Ar) వాయువుతో ఖాళీ చేయబడుతుంది మరియు ప్రక్షాళన చేయబడుతుంది.

వేడి మరియు ఒత్తిడి నియంత్రణ:చాంబర్ నిరంతర వాక్యూమ్ కింద నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడుతుంది. కావలసిన ఉష్ణోగ్రతను చేరుకున్న తర్వాత, 40-60 kPa ఒత్తిడిని సాధించడానికి Ar వాయువును ప్రవేశపెట్టడానికి ముందు హోల్డింగ్ సమయం నిర్వహించబడుతుంది. ఆ తర్వాత ఛాంబర్‌ని మళ్లీ ఖాళీ చేస్తారు.

పూర్వగామి గ్యాస్ పరిచయం:హైడ్రోజన్ (H2), ఆర్గాన్ (Ar) మరియు హైడ్రోకార్బన్ వాయువు (ఆల్కేన్) మిశ్రమం క్లోరోసిలేన్ పూర్వగామి (సాధారణంగా సిలికాన్ టెట్రాక్లోరైడ్, SiCl4)తో పాటు ప్రీహీటింగ్ చాంబర్‌లోకి ప్రవేశపెడతారు. ఫలితంగా గ్యాస్ మిశ్రమం ప్రతిచర్య గదిలోకి మృదువుగా ఉంటుంది.

నిక్షేపణ మరియు శీతలీకరణ:నిక్షేపణ పూర్తయిన తర్వాత, H2, క్లోరోసిలేన్ మరియు ఆల్కేన్ ప్రవాహం ఆగిపోతుంది. శీతలీకరణ సమయంలో గదిని ప్రక్షాళన చేయడానికి ఆర్గాన్ ప్రవాహం నిర్వహించబడుతుంది. చివరగా, గది వాతావరణ పీడనానికి తీసుకురాబడుతుంది, తెరవబడుతుంది మరియు SiC-పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ ఉపరితలం తొలగించబడుతుంది.

2. మందపాటి అప్లికేషన్లుCVD SiCపొరలు

1mm మందం కంటే ఎక్కువ సాంద్రత కలిగిన SiC పొరలు ఇందులో క్లిష్టమైన అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటాయి:

సెమీకండక్టర్ తయారీ:ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ఫాబ్రికేషన్ కోసం డ్రై ఎచ్ సిస్టమ్‌లలో ఫోకస్ రింగ్‌లుగా (FR).

ఆప్టిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్:అధిక-పారదర్శకత SiC పొరలు ఆప్టికల్ మిర్రర్స్ మరియు స్పేస్‌క్రాఫ్ట్ విండోలలో ఉపయోగించబడతాయి.

ఈ అప్లికేషన్‌లు అధిక-పనితీరు గల పదార్థాలను డిమాండ్ చేస్తాయి, మందపాటి SiCని గణనీయమైన ఆర్థిక సామర్థ్యంతో అధిక-విలువ ఉత్పత్తిగా మారుస్తుంది.

3. సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ కోసం లక్ష్య లక్షణాలుCVD SiC

CVD SiCసెమీకండక్టర్ అప్లికేషన్‌ల కోసం, ముఖ్యంగా ఫోకస్ రింగ్‌ల కోసం, కఠినమైన మెటీరియల్ లక్షణాలు అవసరం:

అధిక స్వచ్ఛత:99.9999% (6N) స్వచ్ఛత స్థాయితో పాలీక్రిస్టలైన్ SiC.

అధిక సాంద్రత:దట్టమైన, రంద్రాలు లేని మైక్రోస్ట్రక్చర్ అవసరం.

అధిక ఉష్ణ వాహకత:సైద్ధాంతిక విలువలు 490 W/m·Kకి చేరుకుంటాయి, ఆచరణాత్మక విలువలు 200-400 W/m·K వరకు ఉంటాయి.

నియంత్రిత ఎలక్ట్రికల్ రెసిస్టివిటీ:0.01-500 Ω.cm మధ్య విలువలు కావాల్సినవి.

ప్లాస్మా రెసిస్టెన్స్ మరియు కెమికల్ జడత్వం:దూకుడు ఎచింగ్ వాతావరణాలను తట్టుకోవడం కోసం క్లిష్టమైనది.

అధిక కాఠిన్యం:SiC యొక్క స్వాభావిక కాఠిన్యం (~ 3000 kg/mm2) ప్రత్యేక మ్యాచింగ్ పద్ధతులు అవసరం.

క్యూబిక్ పాలీక్రిస్టలైన్ నిర్మాణం:ప్రాధాన్య ఆధారిత 3C-SiC (β-SiC) ఆధిపత్య (111) స్ఫటికాకార విన్యాసాన్ని కలిగి ఉండాలి.

4. 3C-SiC థిక్ ఫిల్మ్‌ల కోసం CVD ప్రాసెస్

ఫోకస్ రింగ్‌ల కోసం మందపాటి 3C-SiC ఫిల్మ్‌లను డిపాజిట్ చేయడానికి ఇష్టపడే పద్ధతి CVD, ఈ క్రింది పారామితులను ఉపయోగిస్తుంది:

పూర్వగామి ఎంపిక:మిథైల్ట్రిక్లోరోసిలేన్ (MTS) సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది స్టోయికియోమెట్రిక్ డిపాజిషన్ కోసం 1:1 Si/C మోలార్ నిష్పత్తిని అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, కొంతమంది తయారీదారులు ప్లాస్మా నిరోధకతను పెంచడానికి Si:C నిష్పత్తిని (1:1.1 నుండి 1:1.4 వరకు) ఆప్టిమైజ్ చేస్తారు, ఇది ధాన్యం పరిమాణం పంపిణీ మరియు ఇష్టపడే ధోరణిపై ప్రభావం చూపుతుంది.

క్యారియర్ గ్యాస్:హైడ్రోజన్ (H2) క్లోరిన్-కలిగిన జాతులతో చర్య జరుపుతుంది, అయితే ఆర్గాన్ (Ar) MTS కోసం క్యారియర్ గ్యాస్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు నిక్షేపణ రేటును నియంత్రించడానికి గ్యాస్ మిశ్రమాన్ని పలుచన చేస్తుంది.

5. ఫోకస్ రింగ్ అప్లికేషన్స్ కోసం CVD సిస్టమ్

ఫోకస్ రింగ్‌ల కోసం 3C-SiCని డిపాజిట్ చేయడానికి సాధారణ CVD సిస్టమ్ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం ప్రదర్శించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, వివరణాత్మక ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు తరచుగా అనుకూల-రూపకల్పన మరియు యాజమాన్యం.

6. ముగింపు

CVD ద్వారా అధిక స్వచ్ఛత, మందపాటి SiC పొరల ఉత్పత్తి అనేక పారామితులపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అవసరమయ్యే సంక్లిష్ట ప్రక్రియ. ఈ అధిక-పనితీరు గల పదార్థాలకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, కొనసాగుతున్న పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి ప్రయత్నాలు తదుపరి తరం సెమీకండక్టర్ ఫాబ్రికేషన్ మరియు ఇతర డిమాండ్ ఉన్న అప్లికేషన్‌ల యొక్క కఠినమైన అవసరాలను తీర్చడానికి CVD పద్ధతులను ఆప్టిమైజ్ చేయడంపై దృష్టి సారిస్తున్నాయి.**