SiC Tebal CVD Kemurnian Tinggi: Wawasan Proses kanggo Pertumbuhan Material

1. KonvensionalCVD SiCProses Deposisi

Proses CVD standar kanggo nyelehake lapisan SiC kalebu sawetara langkah sing dikontrol kanthi ati-ati:

Pemanasan:Tungku CVD dipanasake nganti temperatur antara 100-160°C.

Substrat Loading:A landasan grafit (mandrel) diselehake ing platform puteran ing kamar deposition.

Vakum lan Purging:Kamar kasebut dievakuasi lan diresiki nganggo gas argon (Ar) ing pirang-pirang siklus.

Kontrol Pemanasan lan Tekanan:Kamar digawe panas nganti suhu deposisi ing vakum sing terus-terusan. Sawise tekan suhu sing dikarepake, wektu ditahan tetep sadurunge ngenalake gas Ar kanggo entuk tekanan 40-60 kPa. Kamar kasebut banjur dievakuasi maneh.

Pengenalan Gas Prekursor:Campuran hidrogen (H2), argon (Ar), lan gas hidrokarbon (alkana) dilebokake ing kamar preheating, bebarengan karo prekursor klorosilan (biasane silikon tetraklorida, SiCl4). Campuran gas sing diasilake banjur dilebokake ing kamar reaksi.

Deposisi lan Cooling:Sawise rampung deposisi, aliran H2, klorosilan, lan alkana mandheg. Aliran argon dijaga kanggo ngresiki kamar nalika adhem. Pungkasan, kamar kasebut digawa menyang tekanan atmosfer, dibukak, lan substrat grafit sing dilapisi SiC dicopot.

2. Aplikasi saka KandelCVD SiCLapisan

Lapisan SiC kapadhetan dhuwur sing ngluwihi kekandelan 1mm nemokake aplikasi kritis ing:

Produksi Semikonduktor:Minangka ring fokus (FR) ing sistem etch garing kanggo pabrikan sirkuit terpadu.

Optik lan Aerospace:Lapisan SiC transparan sing dhuwur digunakake ing pangilon optik lan jendela pesawat ruang angkasa.

Aplikasi kasebut mbutuhake bahan berkinerja dhuwur, nggawe SiC sing kandel minangka produk sing duweni potensi ekonomi sing signifikan.

3. Karakteristik Target kanggo Kelas SemikonduktorCVD SiC

CVD SiCkanggo aplikasi semikonduktor, utamane kanggo dering fokus, mbutuhake sifat material sing ketat:

Kemurnian dhuwur:Polikristalin SiC kanthi tingkat kemurnian 99,9999% (6N).

Kapadhetan dhuwur:Struktur mikro sing kandhel lan tanpa pori penting.

Konduktivitas termal dhuwur:Nilai teoretis nyedhaki 490 W/m·K, kanthi nilai praktis antara 200-400 W/m·K.

Resistivitas listrik sing dikontrol:Nilai antarane 0,01-500 Ω.cm dikarepake.

Ketahanan Plasma lan Inertness Kimia:Kritis kanggo tahan lingkungan etsa agresif.

kekerasan dhuwur:Kekerasan bawaan SiC (~ 3000 kg / mm2) mbutuhake teknik mesin khusus.

Struktur Polikristalin Kubik:Preferentially oriented 3C-SiC (β-SiC) karo dominan (111) orientasi kristalografi dikarepake.

4. Proses CVD kanggo Film Kandel 3C-SiC

Cara sing disenengi kanggo nyimpen film 3C-SiC sing kandel kanggo dering fokus yaiku CVD, nggunakake paramèter ing ngisor iki:

Pilihan Prekursor:Methyltrichlorosilane (MTS) umume digunakake, menehi rasio molar 1:1 Si/C kanggo deposisi stoikiometrik. Nanging, sawetara pabrikan ngoptimalake rasio Si:C (1:1.1 nganti 1:1.4) kanggo ningkatake resistensi plasma, sing bisa nyebabake distribusi ukuran gandum lan orientasi sing disenengi.

Gas pembawa:Hidrogen (H2) bereaksi karo spesies sing ngandhut klorin, dene argon (Ar) tumindak minangka gas pembawa MTS lan ngencerake campuran gas kanggo ngontrol tingkat deposisi.

5. Sistem CVD kanggo Aplikasi Ring Fokus

Representasi skematis sistem CVD khas kanggo setor 3C-SiC kanggo dering fokus ditampilake. Nanging, sistem produksi rinci asring dirancang khusus lan kepemilikan.

6. Kesimpulan

Produksi lapisan SiC sing kemurnian dhuwur lan kandel liwat CVD minangka proses rumit sing mbutuhake kontrol sing tepat ing pirang-pirang parameter. Amarga panjaluk bahan berkinerja dhuwur iki terus mundhak, upaya riset lan pangembangan sing terus-terusan fokus kanggo ngoptimalake teknik CVD kanggo nyukupi syarat sing ketat kanggo fabrikasi semikonduktor generasi sabanjure lan aplikasi liyane sing nuntut.**