நாம் அறிந்தபடி, குறைக்கடத்தி துறையில், சிங்கிள் கிரிஸ்டல் சிலிக்கான் (Si) என்பது உலகில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றும் மிகப்பெரிய அளவிலான குறைக்கடத்தி அடிப்படைப் பொருளாகும். தற்போது, 90% க்கும் அதிகமான குறைக்கடத்தி பொருட்கள் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான பொருட்களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகின்றன. நவீன ஆற்றல் துறையில் அதிக சக்தி மற்றும் உயர் மின்னழுத்த சாதனங்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், பேண்ட்கேப் அகலம், முறிவு மின்சார புலம் வலிமை, எலக்ட்ரான் செறிவு விகிதம் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் போன்ற குறைக்கடத்தி பொருட்களின் முக்கிய அளவுருக்களுக்கு மிகவும் கடுமையான தேவைகள் முன்வைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த சூழ்நிலையில், பரந்த பேண்ட்கேப் குறைக்கடத்தி பொருட்கள் குறிப்பிடப்படுகின்றனசிலிக்கான் கார்பைடு(SiC) உயர்-சக்தி அடர்த்தி பயன்பாடுகளின் அன்பாக வெளிப்பட்டுள்ளது.
ஒரு கலவை குறைக்கடத்தியாக,சிலிக்கான் கார்பைடுஇயற்கையில் மிகவும் அரிதானது மற்றும் கனிம moissanite வடிவத்தில் தோன்றுகிறது. தற்போது, உலகில் விற்கப்படும் அனைத்து சிலிக்கான் கார்பைடுகளும் செயற்கையாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. சிலிக்கான் கார்பைடு அதிக கடினத்தன்மை, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் அதிக சிக்கலான முறிவு மின்சார புலம் ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. உயர் மின்னழுத்தம் மற்றும் உயர் ஆற்றல் கொண்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்களை உருவாக்க இது ஒரு சிறந்த பொருள்.
எனவே, சிலிக்கான் கார்பைடு சக்தி குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகின்றன?
சிலிக்கான் கார்பைடு சாதன உற்பத்தி செயல்முறைக்கும் பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான உற்பத்தி செயல்முறைக்கும் என்ன வித்தியாசம்? இந்த சிக்கலில் இருந்து தொடங்கி, “விஷயங்கள்சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனம்உற்பத்தி” ரகசியங்களை ஒவ்வொன்றாக வெளிப்படுத்தும்.
I
சிலிக்கான் கார்பைடு சாதன உற்பத்தியின் செயல்முறை ஓட்டம்
சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களின் உற்பத்தி செயல்முறை பொதுவாக சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சாதனங்களைப் போலவே உள்ளது, முக்கியமாக போட்டோலித்தோகிராபி, சுத்தம் செய்தல், ஊக்கமருந்து, பொறித்தல், பட உருவாக்கம், மெலிதல் மற்றும் பிற செயல்முறைகள் உட்பட. பல சக்தி சாதன உற்பத்தியாளர்கள் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான உற்பத்தி செயல்முறையின் அடிப்படையில் தங்கள் உற்பத்தி வரிகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களின் உற்பத்தித் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும். இருப்பினும், சிலிக்கான் கார்பைடு பொருட்களின் சிறப்பு பண்புகள், சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்கள் உயர் மின்னழுத்தம் மற்றும் உயர் மின்னோட்டத்தைத் தாங்கும் வகையில், அதன் சாதன உற்பத்தியில் சில செயல்முறைகள் சிறப்பு மேம்பாட்டிற்காக குறிப்பிட்ட உபகரணங்களை நம்பியிருக்க வேண்டும் என்பதை தீர்மானிக்கிறது.
II
சிலிக்கான் கார்பைடு சிறப்பு செயல்முறை தொகுதிகள் அறிமுகம்
சிலிக்கான் கார்பைடு சிறப்பு செயல்முறை தொகுதிகள் முக்கியமாக உட்செலுத்துதல் ஊக்கமருந்து, கேட் அமைப்பு உருவாக்கம், உருவவியல் பொறித்தல், உலோகமயமாக்கல் மற்றும் மெல்லிய செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது.
(1) ஊசி ஏற்றுதல்: சிலிக்கான் கார்பைடில் அதிக கார்பன்-சிலிக்கான் பிணைப்பு ஆற்றல் இருப்பதால், சிலிக்கான் கார்பைடில் தூய்மையற்ற அணுக்கள் பரவுவது கடினம். சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களைத் தயாரிக்கும் போது, PN சந்திப்புகளின் ஊக்கமருந்து உயர் வெப்பநிலையில் அயன் பொருத்துதல் மூலம் மட்டுமே அடைய முடியும்.
ஊக்கமருந்து பொதுவாக போரான் மற்றும் பாஸ்பரஸ் போன்ற தூய்மையற்ற அயனிகளுடன் செய்யப்படுகிறது, மேலும் ஊக்கமருந்து ஆழம் பொதுவாக 0.1μm~3μm ஆகும். உயர் ஆற்றல் அயனி பொருத்துதல் சிலிக்கான் கார்பைடு பொருளின் லட்டு அமைப்பையே அழித்துவிடும். அயனி பொருத்துதலால் ஏற்படும் லேட்டிஸ் சேதத்தை சரிசெய்வதற்கும், மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையில் அனீலிங் விளைவைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் தேவைப்படுகிறது. முக்கிய செயல்முறைகள் உயர் வெப்பநிலை அயனி பொருத்துதல் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் ஆகும்.
படம் 1 அயன் பொருத்துதல் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் விளைவுகளின் திட்ட வரைபடம்
(2) கேட் அமைப்பு உருவாக்கம்: SiC/SiO2 இடைமுகத்தின் தரம், MOSFET இன் சேனல் இடம்பெயர்வு மற்றும் கேட் நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. உயர்தர SiC/SiO2 இடைமுகத்தின் செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, சிறப்பு அணுக்களுடன் (நைட்ரஜன் அணுக்கள் போன்றவை) SiC/SiO2 இடைமுகத்தில் தொங்கும் பிணைப்புகளுக்கு ஈடுசெய்ய, குறிப்பிட்ட கேட் ஆக்சைடு மற்றும் பிந்தைய ஆக்சிஜனேற்ற அனீலிங் செயல்முறைகளை உருவாக்குவது அவசியம். சாதனங்களின் இடம்பெயர்வு. முக்கிய செயல்முறைகள் கேட் ஆக்சைடு உயர் வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றம், LPCVD மற்றும் PECVD ஆகும்.
படம் 2 சாதாரண ஆக்சைடு ஃபிலிம் படிவு மற்றும் உயர் வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றத்தின் திட்ட வரைபடம்
(3) உருவவியல் பொறித்தல்: சிலிக்கான் கார்பைடு பொருட்கள் இரசாயன கரைப்பான்களில் செயலற்றவை, மேலும் துல்லியமான உருவவியல் கட்டுப்பாட்டை உலர் பொறித்தல் முறைகள் மூலம் மட்டுமே அடைய முடியும்; முகமூடி பொருட்கள், முகமூடி பொறித்தல் தேர்வு, கலப்பு வாயு, பக்கச்சுவர் கட்டுப்பாடு, பொறித்தல் வீதம், பக்கச்சுவர் கடினத்தன்மை போன்றவை சிலிக்கான் கார்பைடு பொருட்களின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப உருவாக்கப்பட வேண்டும். முக்கிய செயல்முறைகள் மெல்லிய பட படிவு, ஒளிப்படவியல், மின்கடத்தா பட அரிப்பு மற்றும் உலர் எச்சிங் செயல்முறைகள் ஆகும்.
படம் 3 சிலிக்கான் கார்பைடு பொறித்தல் செயல்முறையின் திட்ட வரைபடம்
(4) உலோகமாக்கல்: சிலிக்கான் கார்பைடுடன் ஒரு நல்ல குறைந்த-எதிர்ப்பு ஓமிக் தொடர்பை உருவாக்க சாதனத்தின் மூல மின்முனைக்கு உலோகம் தேவைப்படுகிறது. இதற்கு உலோக படிவு செயல்முறையை ஒழுங்குபடுத்துவது மற்றும் உலோக-குறைக்கடத்தி தொடர்பின் இடைமுக நிலையை கட்டுப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், ஷாட்கி தடுப்பு உயரத்தை குறைக்கவும், உலோக-சிலிக்கான் கார்பைடு ஓமிக் தொடர்பை அடைவதற்கும் அதிக வெப்பநிலை அனீலிங் தேவைப்படுகிறது. மெட்டல் மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங், எலக்ட்ரான் பீம் ஆவியாதல் மற்றும் விரைவான வெப்ப அனீலிங் ஆகியவை முக்கிய செயல்முறைகள்.
படம் 4 மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் கொள்கை மற்றும் உலோகமயமாக்கல் விளைவின் திட்ட வரைபடம்
(5) மெல்லிய செயல்முறை: சிலிக்கான் கார்பைடு பொருள் அதிக கடினத்தன்மை, அதிக உடையக்கூடிய தன்மை மற்றும் குறைந்த எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை ஆகியவற்றின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. அதன் அரைக்கும் செயல்முறையானது பொருளின் உடையக்கூடிய முறிவை ஏற்படுத்தும், இதனால் செதில் மேற்பரப்பு மற்றும் துணை மேற்பரப்புக்கு சேதம் ஏற்படுகிறது. சிலிக்கான் கார்பைடு சாதனங்களின் உற்பத்தித் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய புதிய அரைக்கும் செயல்முறைகள் உருவாக்கப்பட வேண்டும். முக்கிய செயல்முறைகள் அரைக்கும் டிஸ்க்குகளை மெலிதல், படம் ஒட்டுதல் மற்றும் உரித்தல் போன்றவை.
படம் 5 செதில் அரைக்கும்/மெல்லிய கொள்கையின் திட்ட வரைபடம்
இடுகை நேரம்: அக்டோபர்-22-2024