شرح تفصيلي لتقنية معالجة CVD SiC لأشباه الموصلات (الجزء الأول)

I. نظرة عامة على تكنولوجيا عملية ترسيب البخار الكيميائي (CVD) وكربيد السيليكون (Sic)

قبل مناقشة تقنية عملية ترسيب البخار الكيميائي (CVD) باستخدام كربيد السيليكون (Sic)، دعنا نراجع أولاً بعض المعرفة الأساسية حول "ترسيب البخار الكيميائي".

يعد ترسيب البخار الكيميائي (CVD) تقنية شائعة الاستخدام لتحضير الطلاءات المختلفة. وهو يتضمن ترسيب المواد المتفاعلة الغازية على سطح الركيزة تحت ظروف التفاعل المناسبة لتشكيل طبقة رقيقة أو طلاء موحد.

كربيد السيليكون CVD (كذا)هي عملية ترسيب فراغي تستخدم لإنتاج مواد صلبة عالية النقاء. تُستخدم هذه العملية بشكل متكرر في تصنيع أشباه الموصلات لتشكيل أغشية رقيقة على أسطح الرقاقات. في عملية الأمراض القلبية الوعائية لتحضير كربيد السيليكون (Sic)، تتعرض الركيزة لواحد أو أكثر من السلائف المتطايرة. تخضع هذه السلائف لتفاعل كيميائي على سطح الركيزة، وترسب رواسب كربيد السيليكون (Sic) المرغوبة. من بين الطرق العديدة لتحضير مواد كربيد السيليكون (SiC)، ينتج ترسيب البخار الكيميائي (CVD) منتجات ذات تجانس ونقاء عاليين، ويوفر إمكانية تحكم قوية في العملية.

تمتلك مواد كربيد السيليكون (SiC) المرسبة بـ CVD مزيجًا فريدًا من الخصائص الحرارية والكهربائية والكيميائية الممتازة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات في صناعة أشباه الموصلات التي تتطلب مواد عالية الأداء. تُستخدم مكونات SiC المودعة بـ CVD على نطاق واسع في معدات الحفر، ومعدات MOCVD، ومعدات Si الفوقي، ومعدات SiC الفوقي، ومعدات المعالجة الحرارية السريعة.

بشكل عام، فإن الجزء الأكبر من سوق مكونات SiC المودعة بـ CVD هو حفر مكونات المعدات. نظرًا لانخفاض التفاعل والتوصيل لـ SiC المترسب بالأمراض القلبية الوعائية إلى غازات الحفر المحتوية على الكلور والفلور، فهي مادة مثالية لمكونات مثل حلقات التركيز في معدات حفر البلازما. في معدات النقش، مكونات لترسيب البخار الكيميائي (CVD) كربيد السيليكون (SiC)تشمل حلقات التركيز ورؤوس رش الغاز والصواني وحلقات الحافة. إذا أخذنا حلقة التركيز كمثال، فهي مكون حاسم يتم وضعه خارج الرقاقة وعلى اتصال مباشر بها. من خلال تطبيق الجهد على الحلقة، يتم تركيز البلازما التي تمر عبرها على الرقاقة، مما يحسن تجانس المعالجة. تقليديا، حلقات التركيز مصنوعة من السيليكون أو الكوارتز. مع تقدم تصغير الدوائر المتكاملة، يتزايد باستمرار الطلب على عمليات الحفر وأهميتها في تصنيع الدوائر المتكاملة. تتحسن قوة وطاقة حفر البلازما بشكل مستمر، خاصة في معدات حفر البلازما المقترنة بالسعة حيث تتطلب طاقة بلازما أعلى. ولذلك، أصبح استخدام حلقات التركيز المصنوعة من كربيد السيليكون شائعًا بشكل متزايد.

بعبارات بسيطة: يشير ترسيب البخار الكيميائي (CVD) إلى كربيد السيليكون (SiC) إلى مادة كربيد السيليكون المنتجة من خلال عملية ترسيب البخار الكيميائي. في هذه الطريقة، يتفاعل السلائف الغازية، التي تحتوي عادةً على السيليكون والكربون، في مفاعل عالي الحرارة لترسيب طبقة كربيد السيليكون على الركيزة. يُقدر ترسيب البخار الكيميائي (CVD) كربيد السيليكون (SiC) بخصائصه الفائقة، بما في ذلك الموصلية الحرارية العالية، والخمول الكيميائي، والقوة الميكانيكية، ومقاومة الصدمات الحرارية والتآكل. تجعل هذه الخصائص CVD SiC مثالية للتطبيقات الصعبة مثل تصنيع أشباه الموصلات، ومكونات الطيران، والدروع، والطلاءات عالية الأداء. وتُظهر المادة متانة وثباتًا استثنائيين في ظل الظروف القاسية، مما يضمن فعاليتها في تعزيز أداء وعمر التقنيات والأنظمة الصناعية المتقدمة.

ثانيا. العملية الأساسية لترسيب الأبخرة الكيميائية (CVD)

ترسيب البخار الكيميائي (CVD) هو عملية تحول المواد من الطور الغازي إلى الطور الصلب، وتستخدم لتشكيل أغشية رقيقة أو طبقات على سطح الركيزة. العملية الأساسية لترسيب البخار هي كما يلي:

1. إعداد الركيزة: 

حدد مادة الركيزة المناسبة وقم بإجراء التنظيف ومعالجة السطح للتأكد من أن سطح الركيزة نظيف وناعم وله التصاق جيد.

2. إعداد الغاز التفاعلي: 

تحضير الغازات أو الأبخرة التفاعلية المطلوبة وإدخالها إلى غرفة الترسيب من خلال نظام إمداد الغاز. يمكن أن تكون الغازات المتفاعلة عبارة عن مركبات عضوية، أو سلائف معدنية عضوية، أو غازات خاملة، أو غازات أخرى مرغوبة.

3. رد فعل الترسيب: 

في ظل ظروف التفاعل المحددة، تبدأ عملية ترسيب البخار. تتفاعل الغازات التفاعلية كيميائيًا أو فيزيائيًا مع سطح الركيزة لتكوين رواسب. يمكن أن يكون هذا التحلل الحراري في طور البخار، أو التفاعل الكيميائي، أو الرش، أو النمو الفوقي، وما إلى ذلك، اعتمادًا على تقنية الترسيب المستخدمة.

4. التحكم والمراقبة: 

أثناء عملية الترسيب، يجب التحكم في المعلمات الرئيسية ومراقبتها في الوقت الفعلي للتأكد من أن الفيلم الذي تم الحصول عليه يتمتع بالخصائص المطلوبة. يتضمن ذلك قياس درجة الحرارة والتحكم في الضغط وتنظيم معدل تدفق الغاز للحفاظ على استقرار واتساق ظروف التفاعل.

5. إكمال عملية الإيداع ومعالجة ما بعد الإيداع 

بمجرد الوصول إلى وقت الترسيب أو السمك المحدد مسبقًا، يتم إيقاف إمداد الغاز التفاعلي، مما يؤدي إلى إنهاء عملية الترسيب. بعد ذلك، يتم تنفيذ المعالجة المناسبة بعد الترسيب حسب الحاجة، مثل التلدين، وتعديل الهيكل، ومعالجة السطح، لتحسين أداء الفيلم وجودته.

تجدر الإشارة إلى أن عملية ترسيب البخار المحددة يمكن أن تختلف اعتمادًا على تقنية الترسيب المستخدمة ونوع المادة ومتطلبات التطبيق. ومع ذلك، فإن العملية الأساسية الموضحة أعلاه تغطي معظم الخطوات الشائعة في ترسيب البخار.

تقدم Semicorex جودة عاليةمنتجات CVD SiC. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com