Garraztasun handiko CVD Thick SiC: Materialen Hazkuntzarako Prozesuen Insights

1. OhikoaCVD SiCDeposizio-prozesua

SiC estaldurak metatzeko CVD prozesu estandarrak arretaz kontrolatutako urrats batzuk dakartza:

Berogailua:CVD labea 100-160 °C arteko tenperaturara berotzen da.

Substratuaren karga:Grafitozko substratu bat (mandriloa) deposizio-ganberaren barruko plataforma birakari batean jartzen da.

Hutsean eta garbiketa:Ganbera ebakuatu eta argon (Ar) gasarekin purkatzen da hainbat ziklotan.

Berokuntza eta Presioaren Kontrola:Ganbera deposizio-tenperaturara berotzen da etengabeko hutsean. Nahi den tenperaturara iritsi ondoren, euste-denbora mantentzen da Ar gasa sartu aurretik, 40-60 kPa-ko presioa lortzeko. Ondoren, ganbera berriro ebakuatzen da.

Gas aitzindaria Sarrera:Hidrogeno (H2), argon (Ar) eta hidrokarburo gas bat (alkanoa) nahasketa bat sartzen da aurrez berotzeko ganbera batean, klorosilanoaren aitzindari batekin (normalean silizio tetrakloruroa, SiCl4). Sortzen den gas-nahasketa erreakzio-ganberara sartzen da.

Deposizioa eta hoztea:Deposizioa amaitzean, H2, klorosilano eta alkano-fluxua gelditzen da. Argonaren fluxua mantentzen da hozten den bitartean ganbera garbitzeko. Azkenik, ganbera presio atmosferikora eramaten da, ireki, eta SiC estalitako grafito-substratua kentzen da.

2. Lodiaren aplikazioakCVD SiCGeruzak

1 mm-ko lodiera gainditzen duten SiC dentsitate handiko geruzek aplikazio kritikoak aurkitzen dituzte:

Erdieroaleen fabrikazioa:Foku-eraztun gisa (FR) zirkuitu integratuetarako grabaketa lehorreko sistemetan.

Optika eta Aeroespaziala:Gardentasun handiko SiC geruzak ispilu optikoetan eta espazio-ontzien leihoetan erabiltzen dira.

Aplikazio hauek errendimendu handiko materialak eskatzen dituzte, eta SiC lodia potentzial ekonomiko garrantzitsua duen balio handiko produktua da.

3. Xedearen ezaugarriak Erdieroale-KalitaterakoCVD SiC

CVD SiCErdieroaleen aplikazioetarako, foku-eraztunetarako bereziki, materialaren propietate zorrotzak behar dira:

Garbitasun handia:SiC polikristalinoa %99,9999 (6N) purutasun maila duena.

Dentsitate handia:Ezinbestekoa da pororik gabeko mikroegitura trinkoa.

Eroankortasun termiko handia:Balio teorikoak 490 W/m·K hurbiltzen dira, 200-400 W/m·K bitarteko balio praktikoekin.

Erresistentzia elektriko kontrolatua:0,01-500 Ω.cm arteko balioak desiragarriak dira.

Plasmaren erresistentzia eta inertetasun kimikoa:Kritikoa grabaketa-ingurune oldarkorrak jasateko.

Gogortasun handia:SiC-ren berezko gogortasunak (~3000 kg/mm2) mekanizazio teknika espezializatuak behar ditu.

Egitura polikristalino kubikoa:Lehentasunez orientatutako 3C-SiC (β-SiC) orientazio kristalografiko nagusiarekin (111) nahi da.

4. CVD Prozesua 3C-SiC Film Lodietarako

Fokatze-eraztunetarako 3C-SiC film lodiak uzteko metodo hobetsia CVD da, parametro hauek erabiliz:

Aurrekarien hautaketa:Metiltriclorosilanoa (MTS) erabili ohi da, deposizio estekiometrikorako 1:1 Si/C erlazio molar bat eskaintzen duena. Hala ere, fabrikatzaile batzuek Si:C erlazioa optimizatzen dute (1:1,1 eta 1:1,4) plasmaren erresistentzia hobetzeko, aleen tamainaren banaketan eta hobetsitako orientazioan eragina izan dezaketelarik.

Gas eramailea:Hidrogenoak (H2) kloroa duten espezieekin erreakzionatzen du, eta argonak (Ar) MTS-rako gas eramaile gisa jokatzen du eta gas-nahasketa diluitzen du deposizio-tasa kontrolatzeko.

5. Focus Ring aplikazioetarako CVD sistema

Foku-eraztunetarako 3C-SiC metatzeko CVD sistema tipiko baten irudikapen eskematiko bat aurkezten da. Hala ere, produkzio-sistema xehatuak neurrira diseinatuak eta jabedunak izaten dira.

6. Ondorioa

CVD bidez purutasun handiko SiC geruza lodiak ekoiztea prozesu konplexua da, parametro ugariren kontrol zehatza behar duena. Errendimendu handiko material hauen eskaerak gora egiten jarraitzen duen heinean, etengabeko ikerketa eta garapen ahaleginak CVD teknikak optimizatzera bideratzen dira, hurrengo belaunaldiko erdieroaleen fabrikazioaren eta beste aplikazio zorrotz batzuen eskakizun zorrotzak betetzeko.**