Поскольку производство полупроводников продолжает продвигаться к меньшим технологическим узлам и более высокой производительности устройств, требования, предъявляемые к технологическому оборудованию, становятся все более строгими.Плазменное гравирование, эпитаксиальный рост, химическое отложение паров (CVD), отложение атомного слоя (ALD) и имплантация ионов работают в экстремальных условиях с высокой температурой, коррозионными процессовыми газами,энергетическая плазма, и интенсивные электромагнитные поля.

В этих суровых условиях обычные инженерные материалы часто не могут обеспечить прочность, чистоту и стабильность, необходимые для передового изготовления полупроводников.Именно поэтому Силиконовый карбид с химическим отложением паров (CVD SiC) стал одним из наиболее важных материалов для компонентов полупроводникового оборудования.

Чем отличается сердечно-сосудистая болезнь?

В отличие от обычной синтерированной керамики из карбида кремния, CVD SiC производится с помощью химического процесса отложения паров.Прекурсорные газы, содержащие кремний и углерод, вступают в реакцию при повышенной температуре, как правило, выше 1300°C, откладывая высокочистый карбид кремния атом за атомом на субстрат.

This unique manufacturing process enables CVD SiC to retain the inherent advantages of silicon carbide while achieving material characteristics that are difficult or impossible to obtain through traditional ceramic processing.

Ключевые преимущества CVD SiC

Сверхвысокая чистота

Процесс CVD позволяет точно контролировать рост материала на атомном уровне. В результате CVD SiC может достичь чрезвычайно низкого уровня примеси и исключительной структурной однородности.

Для применения полупроводников эта сверхвысокая чистота минимизирует риск загрязнения и поддерживает стабильную производительность процесса в передовых условиях производства.

Плотное и безпорное строение

Традиционные сцинтерованные материалы из SiC содержат микроскопические поры между керамическими частицами.постепенное повреждение материала изнутри.

CVD SiC образуется посредством непрерывного атомного осаждения, создавая почти безпорную структуру с исключительной плотностью.Это значительно повышает устойчивость к плазменным химическим веществам на основе фтора и хлора, обычно используемым в производстве полупроводников..

Плотность поверхности также минимизирует образование частиц, что помогает уменьшить загрязнение и улучшить урожайность пластины.

Отличная устойчивость к химическим веществам

Полупроводниковые процессовые камеры часто содержат очень агрессивные газы и реактивные виды.

• Плазма, содержащая фтор
• Хлоросодержащая плазма
• Окисление при высоких температурах
• Коррозионные химические среды

Эти свойства позволяют увеличить срок службы компонента и уменьшить частоту технического обслуживания.

Высокая тепловая устойчивость

CVD SiC сохраняет отличную механическую прочность и размерную стабильность при повышенных температурах.улучшение последовательности процесса и контроля температуры.

Способность к сложной геометрии

Поскольку осаждение происходит из газовой фазы, покрытия CVD SiC могут быть однородно применены на сложных трехмерных поверхностях, глубоких полостях, каналах и сложных геометрических компонентах.

Это делает материал очень подходящим для разработки сложного полупроводникового оборудования.

Технические проблемы в производстве СиС ВВД

Несмотря на свои преимущества, производство SiC CVD полупроводникового класса остается очень сложным.

1Прекурсоры очистки и контроля загрязнения

Продвинутое производство полупроводников требует чрезвычайно низкого уровня металлических примеси.или никель, введенный во время осаждения может поставить под угрозу производительность компонента и совместимость процесса.

Поэтому как прекурсорные материалы, так и производственные среды должны соответствовать сверхвысоким стандартам чистоты.

2Большое однородное осаждение

Поскольку полупроводниковые пластины продолжают увеличиваться в размерах, компоненты оборудования также должны становиться больше.

Неправильное управление процессом может привести к:

• Изменение толщины
• Внутреннее накопление напряжения
• Стены
• Крэкинг

3. Точная обработка

CVD SiC обладает твердостью, близкой к алмазу, с твердостью Моха примерно 9.5.

Несмотря на то, что это полезно для износостойкости, это делает высокоточную обработку чрезвычайно сложной.и формования технологий необходимы для достижения полупроводниковых толерантности и поверхностной отделки.

Критические применения SiC CVD в полупроводниковом оборудовании

Системы плазменного гравирования

Камеры для гравирования представляют собой одно из самых требовательных применений для компонентов CVD SiC.

Концентрационные кольца

Фокусные кольца окружают пластину на электростатических колпачках и играют важную роль в управлении распределением плазмы и минимизации эффектов края.

КВД SiC фокусные кольца обеспечивают:

• Высокое сопротивление плазмы
• Отличная стабильность измерений
• Уменьшение выработки частиц
• Улучшенная однородность огранки

Камерные облицовки и кольца на краю

Камерные облицовки и защитные кольца, изготовленные из СиС-СиВ, защищают критические компоненты оборудования от прямого воздействия плазмы при сохранении стабильности процесса.

Оборудование для эпитаксии и отложения тонкой пленки

Подниматели и носители вафли

В системах эпитаксии кремния, карбида кремния и нитрида галлия восприимчивые элементы работают в экстремальных термических и химических условиях.

CVD SiC-покрытые графитовые восприимчивые устройства стали отраслевым стандартом из-за их:

• Способность к высокой температуре
• Отличная теплопроводность
• Химическая инертность
• Долгий срок службы

Душевые головки

Системы PECVD и ALD используют душевые головки для равномерного распределения процессовых газов по поверхностям пластинок.

Душевые головки CVD SiC предлагают:

• Устойчивость к эрозии плазмы
• Стабильные электрические характеристики
• Отличная коррозионная стойкость
• Улучшенная однородность процессов

Ионная имплантация и термическая обработка

CVD SiC также широко используется в:

• Компоненты камер имплантации ионов
• Защитные щиты
• Части для обработки пластинок
• Компоненты высокотемпературных печей
• Восстановленные кристаллизированные лодки из пластин SiC с защитным покрытием

Эти приложения выигрывают от способности материала выдерживать энергетическую бомбардировку частицами, тепловые циклы и агрессивные химические процессы.

Растущий спрос на Си-КВД

Поскольку производство полупроводников продвигается к более сложной архитектуре устройств и меньшим узлам процесса, надежность оборудования становится все более важной.

Потребности отрасли в полупроводниковых материалах продолжают расти с точки зрения:

• Чистота
• Точность измерений
• Качество поверхности
• Тепловая стабильность
• Устойчивость к коррозии

Следовательно, спрос на компоненты CVD SiC стремительно растет на оборудовании для офорта, осаждения, эпитаксии, очистки и имплантации ионов.

С продолжающимися улучшениями в очистке прекурсоров, технологии осаждения и точной обработке, ожидается, что CVD SiC будет играть еще большую роль в производстве полупроводников следующего поколения.

Заключение

Силиконовый карбид CVD стал незаменимым материалом для передового полупроводникового оборудования из-за его уникального сочетания сверхвысокой чистоты, плотной микроструктуры,исключительная коррозионная стойкость, и отличная тепловая стабильность.

От камер плазменного гравирования и эпитаксических систем до инструментов осаждения и оборудования для имплантации ионов, компоненты CVD SiC помогают улучшить согласованность процессов, продлевать срок службы оборудования,и уменьшить риск загрязнения.

Поскольку технологии полупроводников продолжают развиваться, CVD SiC останется ключевым материалом, поддерживающим более высокие урожаи, большую надежность,и продвижение производства полупроводников следующего поколения.