Giải thích chi tiết về công nghệ xử lý CVD SiC bán dẫn (Phần I)

I. Tổng quan về công nghệ xử lý lắng đọng hơi hóa học (CVD) Silicon Carbide (Sic)

Trước khi thảo luận về công nghệ xử lý cacbua silic (Sic) lắng đọng hơi hóa học (CVD), trước tiên chúng ta hãy xem lại một số kiến ​​thức cơ bản về "lắng đọng hơi hóa học".

Lắng đọng hơi hóa học (CVD) là một kỹ thuật thường được sử dụng để chuẩn bị các lớp phủ khác nhau. Nó liên quan đến việc lắng đọng các chất phản ứng dạng khí lên bề mặt chất nền trong các điều kiện phản ứng thích hợp để tạo thành một màng hoặc lớp phủ mỏng đồng nhất.

Cacbua silic CVD (Sic)là một quá trình lắng đọng chân không được sử dụng để sản xuất vật liệu rắn có độ tinh khiết cao. Quá trình này thường được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn để tạo thành màng mỏng trên bề mặt wafer. Trong quy trình CVD để điều chế cacbua silic (Sic), chất nền được tiếp xúc với một hoặc nhiều tiền chất dễ bay hơi. Những tiền chất này trải qua phản ứng hóa học trên bề mặt chất nền, tạo ra lớp lắng đọng cacbua silic (Sic) mong muốn. Trong số nhiều phương pháp điều chế vật liệu cacbua silic (SiC), phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) tạo ra các sản phẩm có độ đồng đều và độ tinh khiết cao, đồng thời mang lại khả năng kiểm soát quy trình mạnh mẽ.

Vật liệu cacbua silic (SiC) lắng đọng CVD sở hữu sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính nhiệt, điện và hóa học tuyệt vời, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành bán dẫn yêu cầu vật liệu hiệu suất cao. Các thành phần SiC lắng đọng CVD được sử dụng rộng rãi trong thiết bị khắc, thiết bị MOCVD, thiết bị epiticular Si, thiết bị epiticular SiC và thiết bị xử lý nhiệt nhanh.

Nhìn chung, phân khúc lớn nhất của thị trường linh kiện SiC ký gửi CVD là linh kiện thiết bị khắc. Do khả năng phản ứng và độ dẫn thấp của SiC lắng đọng CVD với khí ăn mòn có chứa clo và flo, nên nó là vật liệu lý tưởng cho các bộ phận như vòng hội tụ trong thiết bị khắc plasma. Trong thiết bị khắc, các bộ phận dành cholắng đọng hơi hóa học (CVD) cacbua silic (SiC)bao gồm vòng lấy nét, đầu phun khí, khay và vòng cạnh. Lấy vòng lấy nét làm ví dụ, nó là bộ phận quan trọng được đặt bên ngoài tấm bán dẫn và tiếp xúc trực tiếp với nó. Bằng cách đặt điện áp vào vòng, plasma đi qua nó sẽ được tập trung vào tấm bán dẫn, cải thiện tính đồng nhất của quá trình xử lý. Theo truyền thống, vòng lấy nét được làm bằng silicon hoặc thạch anh. Với sự tiến bộ của việc thu nhỏ mạch tích hợp, nhu cầu và tầm quan trọng của quá trình khắc trong sản xuất mạch tích hợp không ngừng tăng lên. Sức mạnh và năng lượng của quá trình khắc plasma liên tục được cải thiện, đặc biệt là trong thiết bị khắc plasma kết hợp điện dung, nơi cần năng lượng plasma cao hơn. Vì vậy, việc sử dụng vòng lấy nét làm bằng cacbua silic ngày càng trở nên phổ biến.

Nói một cách đơn giản: Cacbua silic (CVD) lắng đọng hơi hóa học (CVD) dùng để chỉ vật liệu cacbua silic được sản xuất thông qua quá trình lắng đọng hơi hóa học. Trong phương pháp này, tiền chất dạng khí, thường chứa silicon và carbon, phản ứng trong lò phản ứng nhiệt độ cao để lắng đọng màng cacbua silic lên chất nền. Cacbua silic (SiC) lắng đọng hơi hóa học (CVD) được đánh giá cao nhờ các đặc tính ưu việt của nó, bao gồm tính dẫn nhiệt cao, độ trơ hóa học, độ bền cơ học và khả năng chống sốc nhiệt và mài mòn. Những đặc tính này làm cho CVD SiC trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như sản xuất chất bán dẫn, linh kiện hàng không vũ trụ, áo giáp và lớp phủ hiệu suất cao. Vật liệu này có độ bền và độ ổn định đặc biệt trong các điều kiện khắc nghiệt, đảm bảo tính hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của các công nghệ tiên tiến và hệ thống công nghiệp.

II. Quy trình cơ bản của lắng đọng hơi hóa học (CVD)

Lắng đọng hơi hóa học (CVD) là quá trình biến đổi vật liệu từ pha khí sang pha rắn, được sử dụng để tạo thành màng mỏng hoặc lớp phủ trên bề mặt nền. Quá trình lắng đọng hơi cơ bản như sau:

1. Chuẩn bị bề mặt: 

Lựa chọn vật liệu nền phù hợp và thực hiện vệ sinh, xử lý bề mặt để đảm bảo bề mặt nền sạch, mịn và có độ bám dính tốt.

2. Chuẩn bị khí phản ứng: 

Chuẩn bị các khí hoặc hơi phản ứng cần thiết và đưa chúng vào buồng lắng thông qua hệ thống cung cấp khí. Khí phản ứng có thể là các hợp chất hữu cơ, tiền chất hữu cơ kim loại, khí trơ hoặc các loại khí mong muốn khác.

3. Phản ứng lắng đọng: 

Trong điều kiện phản ứng đã đặt, quá trình lắng đọng hơi bắt đầu. Các khí phản ứng phản ứng hóa học hoặc vật lý với bề mặt chất nền để tạo thành cặn. Đây có thể là sự phân hủy nhiệt ở pha hơi, phản ứng hóa học, phún xạ, tăng trưởng epiticular, v.v., tùy thuộc vào kỹ thuật lắng đọng được sử dụng.

4. Kiểm soát và giám sát: 

Trong quá trình lắng đọng, các thông số chính cần được kiểm soát và theo dõi theo thời gian thực để đảm bảo màng thu được có các đặc tính mong muốn. Điều này bao gồm đo nhiệt độ, kiểm soát áp suất và điều chỉnh tốc độ dòng khí để duy trì sự ổn định và nhất quán của các điều kiện phản ứng.

5. Hoàn thành việc lắng đọng và xử lý sau khi lắng đọng 

Khi đạt đến thời gian lắng đọng hoặc độ dày xác định trước, việc cung cấp khí phản ứng sẽ dừng lại, kết thúc quá trình lắng đọng. Sau đó, quá trình xử lý sau lắng đọng thích hợp được thực hiện khi cần thiết, chẳng hạn như ủ, điều chỉnh cấu trúc và xử lý bề mặt, để cải thiện hiệu suất và chất lượng của màng.

Cần lưu ý rằng quá trình lắng đọng hơi cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào công nghệ lắng đọng được sử dụng, loại vật liệu và yêu cầu ứng dụng. Tuy nhiên, quy trình cơ bản được mô tả ở trên bao gồm hầu hết các bước phổ biến trong quá trình lắng đọng hơi.

Semicorex cung cấp chất lượng caoSản phẩm CVD SiC. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Số điện thoại liên hệ +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com