Eftir því sem hraða sjálfsnæringar-innlends hálfleiðaraiðnaðar hraðar yfir alla línuna, færist staðsetning lykilþátta og kjarnaefna frá jaðar- til kjarnatengla. Efnafræðilega gufuútfellt kísilkarbíð (CVD SiC), með öfgakennda eðlis- og efnafræðilega eiginleika þess, hefur orðið lykilvígvöllur staðsetningar í íhlutum hálfleiðarabúnaðar. Í langan tíma hafa háir-CVD SiC íhlutir verið einokaðir af erlendum fyrirtækjum, sem takmarkar endurtekna uppfærslu á kjarnabúnaði eins og ætingu, þunnri-filmuútfellingu og hreinsunarverkfærum í Kína. Með áframhaldandi byltingum í innlendri CVD SiC undirbúningstækni og stöðugri útbreiðslu framleiðslugetu, hefur bylgja staðsetningar-sem byrjar frá efnishliðinni til að brjótast í gegnum flöskuhálsa búnaðar- þegar hafin og orðið lykilafl sem styður stöðuga framþróun háþróaðrar vinnsluhálfleiðaraframleiðslu Kína. Við skulum skoða: hvers vegna er háþróaður-hálfleiðarabúnaður óaðskiljanlegur frá CVD SiC?
Kjarnaferlar hálfleiðaraframleiðslu-hvort sem plasmaæting, þunn-filmuútfelling eða þekjuvöxtur- starfar við mjög erfiðar aðstæður. Hólfið er fyllt af-orku ætandi plasma (td klór- eða flúor-sem innihalda ætarlofttegundir), hitastigið getur náð yfir þúsund gráður á Celsíus, samfara sterkri rafsviðsspennu... Í slíkum bræðslupotti þola hefðbundin efni eins og málmar og kísill ekki umhverfið. CVD SiC hefur komið fram sem eitt af hugsjónustu efnum fyrir hágæða hálfleiðarabúnað.
Ólíkt hefðbundnum keramikmyndunarferlum eins og viðbragðssintun eða þrýstilausri sintun, notar CVD SiC efnagufuútfellingu. Kísil- og kolefni- sem innihalda loftkennd forefni, ásamt burðarlofttegundum eins og vetni eða argon, eru settar inn í hvarfhólf sem er hitað í yfir 1300 gráður. Þessar lofttegundir gangast undir varma niðurbrot og efnahvörf á yfirborði undirlagsins og vaxa kísilkarbíðlög atóm fyrir atóm. Þessi framleiðsluleið, sem er aðgreind frá hefðbundinni duftmálmvinnslu, gefur CVD SiC ekki aðeins kosti hefðbundins kísilkarbíðkeramiks -hár hörku, háhitaþols, sýru/basa tæringarþols og mikillar vélrænni styrkleika- heldur gefur CVD SiC röð eiginleika sem erfitt er að ná fram fyrir önnur keramikefni, svo sem:
Meiri hreinleiki: CVD ferlið gerir kleift að stjórna-atómstigi á útfellingu, sem nær hreinleika efnisins á ppb stigi. Þykkt filmu, samsetning og kristalbygging eru mjög einsleit, dregur úr óhreinindum og göllum og eykur frammistöðustöðugleika. Raunveruleg frammistaða nálgast fræðilegan árangur náið.
Þétt, svitahola-laus uppbygging: Sintered SiC, óháð hagræðingu ferlis, inniheldur alltaf leifar af míkrómetra-kvarða á milli agna. Í plasma umhverfi geta ætandi lofttegundir komist í gegnum þessar svitaholur og valdið vaxandi tæringu sem að lokum leiðir til sprungna og agnalosunar. Aftur á móti er CVD SiC sett atóm -fyrir-atóm eða í gegnum sameindaþyrpingar, sem leiðir til þétts yfirborðs með yfirburða viðnám gegn ætandi lofttegundum (td klór- og flúor-tegundum) og efnum í erfiðu ferlisumhverfi eins og plasmaætingu og há{{10} oxun.} Það dregur einnig úr viðloðun og losun agna, lágmarkar-mengunartengd ávöxtunartap í hálfleiðaraframleiðslu, lengir endingartíma íhluta og aðlagast krefjandi aðstæðum með ætingu, útfellingu, jónaígræðslu og öðrum ferlum.
Sveigjanleiki í lögun: CVD er-gasfasaviðbrögð; Forefnislofttegundir geta dreift sér til hvaða sýnilega yfirborðs sem er, sem gerir kleift að setja niður SiC húðun á flóknum þrívíddar flötum, djúpum holum, mjóum slöngum og öðrum óreglulegum grafít undirlagi.
Þrátt fyrir þessa umtalsverðu kosti í ferlinu eru núverandi áskoranir iðnaðarins áfram einbeitt að þremur þáttum:
(1) Hreinsun forefnis og mengunareftirlit meðan á útfellingu stendur: Hálfleiðara-CVD SiC krefst afar ströngs óhreinindamagns, sem krefst þess að forefni sjálfir séu ofur-hátt-hráefni. Auk þess þarf að forðast öll snefilóhreinindi (td járn, króm, nikkel) sem koma inn í hvarfhólfið, gasleiðslur, hvarfefni eða önnur hlekk, þar sem þau geta farið inn í útfellda lagið og gert íhlutinn óhæfan fyrir háþróaða ferla. Þetta gerir mjög miklar kröfur til hráefnishreinsunartækni og framleiðslustjórnunar.
(2) Samræmd útfelling á stórum svæðum: Á stóru-svæði, þykkri-filmuútfellingu, geta vandamál eins og ójöfn þykkt, mikil innri streita, skekkja og sprunga auðveldlega átt sér stað, sem takmarkar myndun stórra-íhluta.
(3) Ofur-nákvæm vinnsla: Vinnslunákvæmni og yfirborðsgrófleiki efnisins ákvarðar afköst íhluta beint. CVD SiC hefur Mohs hörku 9,5 og er mjög brothætt. Síðari yfirborðsfæging á nanóskala og vinnsla á flóknum formum felur í sér verulegar áskoranir sem krefjast ströngs búnaðar og vinnslugetu.