சாலிட் சிவிடி எஸ்ஐசி ஃபோகஸ் ரிங்க்ஸ் தயாரிப்பின் உள்ளே: கிராஃபைட் முதல் உயர் துல்லிய பாகங்கள் வரை

செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியின் உயர்-பங்கு உலகில், துல்லியமான மற்றும் தீவிர சூழல்கள் இணைந்திருக்கும், சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) ஃபோகஸ் வளையங்கள் இன்றியமையாதவை. அவற்றின் விதிவிலக்கான வெப்ப எதிர்ப்பு, இரசாயன நிலைத்தன்மை மற்றும் இயந்திர வலிமை ஆகியவற்றிற்கு அறியப்பட்ட இந்த கூறுகள் மேம்பட்ட பிளாஸ்மா பொறித்தல் செயல்முறைகளுக்கு முக்கியமானவை.

அவற்றின் உயர் செயல்திறனுக்குப் பின்னால் உள்ள ரகசியம் சாலிட் சிவிடி (ரசாயன நீராவி டெபாசிஷன்) தொழில்நுட்பத்தில் உள்ளது. இன்று, கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு முதல் ஃபேப்பின் உயர் துல்லியமான "கண்ணுக்கு தெரியாத ஹீரோ" வரையிலான கடுமையான உற்பத்திப் பயணத்தை ஆராய உங்களை திரைக்குப் பின்னால் அழைத்துச் செல்கிறோம்.

I. ஆறு முக்கிய உற்பத்தி நிலைகள்

சாலிட் சிவிடி எஸ்ஐசி ஃபோகஸ் ரிங்க்ஸ் உற்பத்தியானது மிகவும் ஒத்திசைக்கப்பட்ட ஆறு-படி செயல்முறையாகும்:

• கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு முன் சிகிச்சை
• SiC பூச்சு வைப்பு (முக்கிய செயல்முறை)
• வாட்டர்-ஜெட் கட்டிங் & ஷேப்பிங்
• கம்பி வெட்டும் பிரிப்பு
• துல்லிய மெருகூட்டல்
• இறுதி தர ஆய்வு & ஏற்றுக்கொள்ளல்

ஒரு முதிர்ந்த செயல்முறை மேலாண்மை அமைப்பின் மூலம், 150 கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளின் ஒவ்வொரு தொகுதியும் ஏறத்தாழ 300 முடிக்கப்பட்ட SiC ஃபோகஸ் வளையங்களை வழங்க முடியும், இது உயர் மாற்றும் திறனை வெளிப்படுத்துகிறது.

II. தொழில்நுட்ப ஆழமான டைவ்: மூலப்பொருளிலிருந்து முடிக்கப்பட்ட பகுதி வரை

1. பொருள் தயாரிப்பு: உயர் தூய்மை கிராஃபைட் தேர்வு

பிரீமியம் கிராஃபைட் வளையங்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் பயணம் தொடங்குகிறது. கிராஃபைட்டின் தூய்மை, அடர்த்தி, போரோசிட்டி மற்றும் பரிமாணத் துல்லியம் ஆகியவை அடுத்தடுத்த SiC பூச்சுகளின் ஒட்டுதல் மற்றும் சீரான தன்மையை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன. செயலாக்கத்திற்கு முன், ஒவ்வொரு அடி மூலக்கூறும் தூய்மை சோதனை மற்றும் பரிமாண சரிபார்ப்புக்கு உட்பட்டு பூஜ்ஜிய அசுத்தங்கள் படிவில் குறுக்கிடுவதை உறுதி செய்கிறது.

2. கோட்டிங் டெபாசிஷன்: தி ஹார்ட் ஆஃப் சாலிட் சிவிடி

சிறப்பு SiC உலை அமைப்புகளில் நடத்தப்படும் CVD செயல்முறை மிகவும் முக்கியமான கட்டமாகும். இது இரண்டு கோரும் நிலைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது:

(1) முன் பூச்சு செயல்முறை (~3 நாட்கள்/தொகுப்பு):

• அமைவு: வெப்ப நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய மென்மையான உணர்ந்த காப்பு (மேல், கீழ் மற்றும் பக்க சுவர்கள்) மாற்றவும்; கிராஃபைட் ஹீட்டர்கள் மற்றும் சிறப்பு முன் பூச்சு முனைகளை நிறுவவும்.
• வெற்றிடம் மற்றும் கசிவு சோதனை: மைக்ரோ-கசிவுகளைத் தடுக்க அறையானது 10 mTorr/min க்கு கீழ் கசிவு வீதத்துடன் 30 mTorr க்கும் குறைவான அடிப்படை அழுத்தத்தை அடைய வேண்டும்.
• ஆரம்ப வைப்பு: உலை 1430 ° C க்கு வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. H₂ வளிமண்டலத்தை உறுதிப்படுத்திய 2 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு, MTS வாயு 25 மணிநேரங்களுக்கு உட்செலுத்தப்பட்டு, பிரதான பூச்சுக்கான சிறந்த பிணைப்பை உறுதிசெய்யும் ஒரு மாற்றம் அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

(2) முதன்மை பூச்சு செயல்முறை (~13 நாட்கள்/தொகுப்பு):

• கட்டமைப்பு: முனைகளை மீண்டும் சரிசெய்து, இலக்கு வளையங்களுடன் கிராஃபைட் ஜிக்ஸை நிறுவவும்.
• இரண்டாம் நிலை வெற்றிட ஆய்வு: படிவு சூழல் முற்றிலும் சுத்தமாகவும் நிலையானதாகவும் இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக கடுமையான இரண்டாம் நிலை வெற்றிட சோதனை செய்யப்படுகிறது.
• நீடித்த வளர்ச்சி: 1430 டிகிரி செல்சியஸ் பராமரிக்க, MTS வாயு தோராயமாக 250 மணி நேரம் செலுத்தப்படுகிறது. இந்த உயர் வெப்பநிலை நிலைமைகளின் கீழ், எம்டிஎஸ் Si மற்றும் C அணுக்களாக சிதைகிறது, அவை மெதுவாகவும் சீராகவும் கிராஃபைட் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்கின்றன. இது அடர்த்தியான, நுண்துளை இல்லாத SiC பூச்சு-திட CVD தரத்தின் தனிச்சிறப்பு.

3. வடிவமைத்தல் & துல்லியம் பிரித்தல்

• நீர்-ஜெட் கட்டிங்: உயர் அழுத்த நீர் ஜெட்கள் ஆரம்ப வடிவமைப்பைச் செய்கின்றன, வளையத்தின் தோராயமான சுயவிவரத்தை வரையறுக்க அதிகப்படியான பொருட்களை அகற்றுகின்றன.
• வயர்-கட்டிங்: துல்லியமான கம்பி வெட்டுதல், மைக்ரான் அளவிலான துல்லியத்துடன் மொத்தப் பொருளை தனித்தனி வளையங்களாகப் பிரிக்கிறது, அவை கடுமையான நிறுவல் சகிப்புத்தன்மையைச் சந்திக்கின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

4. மேற்பரப்பு முடித்தல்: துல்லிய மெருகூட்டல்

வெட்டப்பட்ட பிறகு, SiC மேற்பரப்பு நுண்ணிய குறைபாடுகள் மற்றும் எந்திர அமைப்புகளை அகற்ற பாலிஷ் செய்யப்படுகிறது. இது மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையைக் குறைக்கிறது, இது பிளாஸ்மா செயல்பாட்டின் போது துகள் குறுக்கீட்டைக் குறைப்பதற்கும் நிலையான செதில் விளைச்சலை உறுதி செய்வதற்கும் இன்றியமையாதது.

5. இறுதி ஆய்வு: தரநிலை அடிப்படையிலான சரிபார்ப்பு

ஒவ்வொரு கூறுகளும் கடுமையான சோதனைகளை நிறைவேற்ற வேண்டும்:

• பரிமாணத் துல்லியம் (எ.கா., வெளிப்புற விட்டம் சகிப்புத்தன்மை ±0.01 மிமீ)
• பூச்சு தடிமன் மற்றும் சீரான தன்மை
• மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை
• இரசாயன தூய்மை & குறைபாடு ஸ்கேனிங்

III. சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு: உபகரண ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் எரிவாயு அமைப்புகள்

1. முக்கிய உபகரண கட்டமைப்பு

உலகத் தரம் வாய்ந்த உற்பத்தி வரியானது அதிநவீன உள்கட்டமைப்பை நம்பியுள்ளது:

• SiC உலை அமைப்புகள் (10 அலகுகள்): பல நிலைய ஒத்திசைக்கப்பட்ட செயல்பாடுகளை அனுமதிக்கும் பாரிய அலகுகள் (7.9m x 6.6m x 9.7m).
• எரிவாயு விநியோகம்: 10 செட் எம்டிஎஸ் டாங்கிகள் மற்றும் டெலிவரி பிளாட்பார்ம்கள் உயர் தூய்மையான ஓட்ட நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கின்றன.
• ஆதரவு அமைப்புகள்: சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பிற்கான 10 ஸ்க்ரப்பர்கள், PCW குளிரூட்டும் அமைப்புகள் மற்றும் 21 HSC (அதிவேக இயந்திரம்) அலகுகள்.

2. கோர் கேஸ் சிஸ்டம் செயல்பாடுகள்

• MTS (அதிகபட்சம் 1000 L/min): Si மற்றும் C அணுக்களை வழங்கும் முதன்மை படிவு ஆதாரம்.
• ஹைட்ரஜன் (H₂, அதிகபட்சம் 1000 L/min): உலை வளிமண்டலத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது மற்றும் எதிர்வினைக்கு உதவுகிறது
• ஆர்கான் (Ar, Max 300 L/min): பிந்தைய செயல்முறை சுத்தம் மற்றும் சுத்திகரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• நைட்ரஜன் (N₂, அதிகபட்சம் 100 L/min): எதிர்ப்புச் சரிசெய்தல் மற்றும் கணினி சுத்திகரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முடிவுரை

ஒரு திடமான CVD SiC ஃபோகஸ் வளையம் "நுகர்வு" என்று தோன்றலாம், ஆனால் அது உண்மையில் பொருள் அறிவியல், வெற்றிட தொழில்நுட்பம் மற்றும் எரிவாயு கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றின் தலைசிறந்த படைப்பாகும். அதன் கிராஃபைட் தோற்றம் முதல் முடிக்கப்பட்ட கூறு வரை, ஒவ்வொரு அடியும் மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி முனைகளை ஆதரிக்க தேவையான கடுமையான தரநிலைகளுக்கு ஒரு சான்றாகும்.

செயல்முறை முனைகள் தொடர்ந்து சுருங்குவதால், உயர் செயல்திறன் கொண்ட SiC கூறுகளுக்கான தேவை மட்டுமே வளரும். ஒரு முதிர்ந்த, முறையான உற்பத்தி அணுகுமுறை என்பது செதுக்கல் அறையில் ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் அடுத்த தலைமுறை சில்லுகளுக்கு நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.