مفاعل فرن أشباه الموصلات

تعد مفاعلات أفران أشباه الموصلات من المعدات الأساسية في عمليات تصنيع أشباه الموصلات، وتستخدم بشكل أساسي في العمليات الحرجة مثل الأكسدة الحرارية، والانتشار، والتليين، وترسيب البخار الكيميائي. يتكون نظام الفرن النموذجي (فرن الانتشار الأفقي/الرأسي) بشكل أساسي من المكونات الأساسية التالية: نظام التسخين، ونظام التحكم في درجة الحرارة، ونظام النقل، ونظام التحكم في تدفق الغاز (MFC)، ونظام عادم غاز النفايات.

من منظور معماري شامل، تنقسم الأفران ذات درجة الحرارة العالية إلى أنواع أفقية ورأسية، يتم تحديدها حسب موضع أنبوب الكوارتز ومكونات التسخين داخل النظام. يشتمل الفرن ذو درجة الحرارة المرتفعة عمومًا على خمسة مكونات أساسية: نظام التحكم، وأنبوب فرن المعالجة، ونظام توصيل الغاز، ونظام عادم الغاز، ونظام التحميل. يتكون نظام التحكم من جهاز كمبيوتر متصل بعدة وحدات تحكم دقيقة، وهو المسؤول عن التحكم الدقيق في العملية بأكملها.

فيما يتعلق باختيار المواد، تشمل مواد أنابيب الفرن في المقام الأولكوارتز(درجة حرارة عالية ومقاومة للتآكل)،الألومينا (Al₂O₃), كربيد السيليكون (SiC)أو السبائك المعدنية (مثل الإنكونيل). تستخدم عناصر التسخين في نظام التسخين عادةً أسلاك المقاومة (مثل Kanthal، MoSi₂)، أو قضبان كربيد السيليكون (SiC)، أو سخانات الأشعة تحت الحمراء. يمكن تصميم منطقة التسخين كمنطقة درجة حرارة واحدة أو مناطق درجات حرارة متعددة لتحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة. يستخدم نظام التحكم في درجة الحرارة المزدوجات الحرارية (النوع K، النوع S) لمراقبة درجة الحرارة في الوقت الحقيقي، وتحقيق دقة التحكم في درجة الحرارة بمقدار ±1 درجة مئوية من خلال جهاز التحكم PID، أو يستخدم التحكم في درجة الحرارة القابل للبرمجة PLC.

نطاق معلمات العملية والمواد القابلة للتطبيق

نطاق معلمة درجة الحرارة: يختلف نطاق درجة الحرارة حسب العملية. نطاق درجة حرارة عملية السخان القياسي هو 300-1100 درجة مئوية، والفرن ذو درجة الحرارة المنخفضة هو 250-500 درجة مئوية. درجات حرارة العملية النموذجية هي 400-1100 درجة مئوية، مع عمليات الأكسدة والانتشار عادة عند 800-1100 درجة مئوية، وعمليات LPCVD عند 500-800 درجة مئوية، وعمليات التلدين عند 400-500 درجة مئوية.

في النمو الفوقي، يتم تسخين رقائق السيليكون في فرن الفوقي عند حوالي 1200 درجة مئوية. تتم إضافة رابع كلوريد السيليكون المتبخر (SiCl₄) وثلاثي كلوروسيلان (SiHCl₃) إلى الفرن للحث على النمو الفوقي على سطح الرقاقة.

تتضمن عملية الأكسدة الحرارية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع إجراء يتم إجراؤه عند درجات حرارة عالية تتراوح بين 800 و1200 درجة مئوية لتشكيل طبقة رقيقة وموحدة من ثاني أكسيد السيليكون. يمكن أن تكون الأكسدة الحرارية رطبة أو جافة، اعتمادًا على الغازات المستخدمة في تفاعل الأكسدة.

أنظمة المواد المطبقة: عمليات أنبوب الفرن مناسبة لمجموعة متنوعة من المواد شبه الموصلة، بما في ذلك السيليكون (Si)، وجرمانيوم السيليكون (SiGe)، والكوارتز. في عمليات SiGe، تعتبر طريقة CVD هي العملية السائدة. عن طريق تسخين ركيزة السيليكون وإدخال خليط من غازات SiH₄ وGeH₄، تتحلل طبقة الجرمانيوم السيليكون وتترسب عند درجات حرارة عالية (500-800 درجة مئوية)، مما يتطلب تحكمًا دقيقًا في تركيز منشطات الجرمانيوم وسمك الطبقة الفوقي.

توفر شركة Semicorex مكونات فرن مخصصة عالية الجودة. تم تصميم منتجاتنا لتوفير ثبات حراري فائق وعمر خدمة ممتد واتساق استثنائي للعملية. للحصول على حلول مخصصة أو معلومات فنية إضافية، فلا تتردد في الاتصال بفريقنا الهندسي.

الهاتف: +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com