“ความแข็งแกร่งของแกนกลาง” ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์—ส่วนประกอบของซิลิคอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซรามิกโครงสร้างที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม ชิ้นส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์ กล่าวคือ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์และวัสดุคอมโพสิตเป็นวัสดุหลัก มีลักษณะของความหนาแน่นสูง ค่าการนำความร้อนสูง มีความแข็งแรงในการดัดงอสูง โมดูลัสยืดหยุ่นขนาดใหญ่ เป็นต้น และสามารถปรับให้เข้ากับเวเฟอร์ได้ การกัดผิว การกัดกรด ฯลฯ เนื่องจากสภาพแวดล้อมปฏิกิริยาที่รุนแรงที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษในกระบวนการผลิต จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์หลักๆ เช่น อุปกรณ์การเจริญเติบโตของเยื่อบุผิว อุปกรณ์การกัด และอุปกรณ์ออกซิเดชัน/การแพร่กระจาย/การหลอมอ่อน

ตามโครงสร้างผลึก มีซิลิคอนคาร์ไบด์หลายรูปแบบเป็นผลึก ปัจจุบัน SiC ทั่วไปส่วนใหญ่เป็นประเภท 3C, 4H และ 6H SiC รูปแบบผลึกที่แตกต่างกันมีประโยชน์ที่แตกต่างกัน ในหมู่พวกเขา 3C-SiC มักเรียกว่า β-SiC การใช้งานที่สำคัญของ β-SiC คือเป็นฟิล์มและวัสดุเคลือบ ดังนั้นในปัจจุบัน β-SiC จึงเป็นวัสดุหลักสำหรับการเคลือบฐานกราไฟท์

ตามขั้นตอนการเตรียมชิ้นส่วนซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถแบ่งออกเป็นซิลิกอนคาร์ไบด์สะสมไอสารเคมี (CVD SiC), ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยา, ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาตกผลึกใหม่, ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาความดันบรรยากาศ, ซิลิกอนคาร์ไบด์เผากดร้อน, การเผาผนึกกดไอโซสแตติกร้อนและ ถ่านซิลิคอน ฯลฯ

ชิ้นส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์

1. ชิ้นส่วนซิลิกอนคาร์ไบด์ CVD

ส่วนประกอบซิลิกอนคาร์ไบด์ CVD ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์แกะสลัก อุปกรณ์ MOCVD อุปกรณ์ SiC epitaxis อุปกรณ์การรักษาความร้อนอย่างรวดเร็ว และสาขาอื่น ๆ

อุปกรณ์แกะสลัก: ส่วนตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับส่วนประกอบซิลิคอนคาร์ไบด์ CVD คืออุปกรณ์แกะสลัก ส่วนประกอบของซิลิคอนคาร์ไบด์ CVD ในอุปกรณ์แกะสลัก ได้แก่ วงแหวนโฟกัส หัวฝักบัวแก๊ส ถาด วงแหวนขอบ ฯลฯ เนื่องจากซิลิคอนคาร์ไบด์ CVD มีปฏิกิริยาและการนำไฟฟ้าต่ำต่อก๊าซกัดกร่อนที่มีคลอรีนและฟลูออรีน จึงกลายเป็นพลาสมา วัสดุที่เหมาะสำหรับ ส่วนประกอบต่างๆ เช่น วงแหวนโฟกัสในอุปกรณ์แกะสลัก

การเคลือบฐานกราไฟต์: ปัจจุบันการสะสมไอสารเคมีแรงดันต่ำ (CVD) เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเตรียมการเคลือบ SiC ที่มีความหนาแน่นสูง ความหนาของการเคลือบ CVD-SiC สามารถควบคุมได้และมีข้อดีคือมีความสม่ำเสมอ ฐานกราไฟท์เคลือบ SiC มักใช้ในอุปกรณ์การสะสมไอสารเคมีอินทรีย์และโลหะ (MOCVD) เพื่อรองรับและให้ความร้อนแก่ซับสเตรตผลึกเดี่ยว เป็นองค์ประกอบหลักและสำคัญของอุปกรณ์ MOCVD

2. ชิ้นส่วนซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยา

สำหรับวัสดุ SiC ที่มีการเผาปฏิกิริยา (การแทรกซึมปฏิกิริยาหรือพันธะปฏิกิริยา) การหดตัวของเส้นเผาผนึกสามารถควบคุมได้ต่ำกว่า 1% และอุณหภูมิการเผาผนึกค่อนข้างต่ำ ซึ่งช่วยลดข้อกำหนดในการควบคุมการเปลี่ยนรูปและอุปกรณ์เผาผนึกได้อย่างมาก ดังนั้น เทคโนโลยีนี้มีข้อได้เปรียบในการบรรลุส่วนประกอบขนาดใหญ่ได้อย่างง่ายดาย และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตโครงสร้างเชิงแสงและความแม่นยำ