Тавре ки мо медонем, дар соҳаи нимноқилҳо, кремнийи монокристаллӣ (Si) аз ҳама васеъ истифодашаванда ва калонтарин маводи асосии нимноқил дар ҷаҳон аст. Дар айни замой зиёда аз 90 фоизи маснуоти нимнокил бо истифода аз масолехи кремний истехсол карда мешавад. Бо афзоиши талабот ба дастгоҳҳои пуриқтидор ва баландшиддат дар соҳаи энергетикаи муосир, талаботҳои сахттар нисбат ба параметрҳои асосии маводи нимноқилҳо ба монанди паҳнои банд, қувваи шикасти майдони электрикӣ, сатҳи сершавии электронҳо ва гузариши гармӣ пешниҳод карда шуданд. Дар ин шароит, масолехи нимноқилҳои фарох аз ҷонибикарбиди кремний(SiC) ҳамчун дӯстдоштаи барномаҳои зичии баланд ба вуҷуд омадаанд.
Ҳамчун нимноқилҳои мураккаб,карбиди кремнийдар табиат нихоят нодир буда, дар шакли минерали моиссанит пайдо мешавад. Дар айни замон, қариб ҳама карбиди кремний, ки дар ҷаҳон фурӯхта мешавад, ба таври сунъӣ синтез карда мешавад. Карбиди кремний дорои бартариҳои сахтии баланд, гузариши гармии баланд, устувории хуби гармӣ ва майдони электрикии шикастани баланд мебошад. Он барои сохтани дастгоҳҳои нимноқили баландшиддат ва пуриқтидор маводи беҳтарин аст.
Пас, дастгоҳҳои нимноқили барқии карбиди кремний чӣ гуна истеҳсол карда мешаванд?
Фарқи байни раванди истеҳсоли дастгоҳи карбиди кремний ва раванди анъанавии истеҳсоли кремний дар чист? Аз ин шумора сар карда, «Дар бораиДастгоҳи кремний карбидиИстехсолот» сирру асрорро як ба як ошкор мекунад.
I
Раванди истеҳсоли дастгоҳи кремний карбиди
Раванди истеҳсоли дастгоҳҳои карбиди кремний умуман ба дастгоҳҳои кремний шабеҳ аст, асосан аз он ҷумла фотолитография, тозакунӣ, допинг, афшура, ташаккули филм, тунуксозӣ ва дигар равандҳо. Бисёре аз истеҳсолкунандагони дастгоҳҳои энергетикӣ метавонанд эҳтиёҷоти истеҳсолии дастгоҳҳои карбиди кремнийро тавассути такмил додани хатҳои истеҳсолии худ дар асоси раванди истеҳсоли кремний қонеъ кунанд. Бо вуҷуди ин, хосиятҳои махсуси маводи карбиди кремний муайян мекунанд, ки баъзе равандҳои истеҳсоли дастгоҳи он бояд ба таҷҳизоти мушаххас барои рушди махсус такя кунанд, то дастгоҳҳои карбиди кремний ба шиддати баланд ва ҷараёни баланд тоб оваранд.
II
Муқаддима ба модулҳои махсуси раванди карбиди кремний
Модулҳои махсуси протсесси карбиди кремний асосан допинги тазриқӣ, ташаккули сохтори дарвоза, морфология, металлизатсия ва равандҳои бориккуниро фаро мегиранд.
(1) Допинги тазриқӣ: Аз сабаби энергияи баланди пайванди карбон ва кремний дар карбиди кремний, паҳншавии атомҳои наҷосат дар карбиди кремний душвор аст. Ҳангоми тайёр кардани дастгоҳҳои карбиди кремний, допинги пайвандҳои PN танҳо тавассути имплантатсияи ионҳо дар ҳарорати баланд имконпазир аст.
Допинг одатан бо ионҳои наҷосат ба монанди бор ва фосфор анҷом дода мешавад ва умқи допинг одатан 0,1μm ~ 3μm аст. Имплантатсияи ионҳои энергияи баланд сохтори тории худи маводи карбиди кремнийро вайрон мекунад. Барои барқарор кардани зарари торҳое, ки дар натиҷаи имплантатсияи ион ба вуҷуд омадааст ва назорати таъсири гармкунӣ ба ноҳамвории рӯизаминӣ гармкунии ҳарорати баланд лозим аст. Равандҳои асосӣ ин имплантатсияи ионҳои ҳарорати баланд ва гармкунии ҳарорати баланд мебошанд.
Расми 1 Диаграммаи схематикии имплантатсияи ионҳо ва эффектҳои гармкунии баланд
(2) Ташаккули сохтори дарвоза: Сифати интерфейси SiC/SiO2 ба муҳоҷирати канал ва эътимоднокии дарвозаи MOSFET таъсири калон мерасонад. Барои ҷуброн кардани пайвандҳои овезон дар интерфейси SiC/SiO2 бо атомҳои махсус (ба монанди атомҳои нитроген) равандҳои мушаххаси оксиди дарвоза ва коркарди пас аз оксидшавӣ таҳия карда мешаванд, то ба талаботи иҷрои интерфейси SiC/SiO2 ва баланд муҳоҷирати дастгоҳҳо. Равандҳои асосӣ ин оксидшавии ҳарорати баланд дар оксиди дарвоза, LPCVD ва PECVD мебошанд.
Расми 2 Диаграммаи схематикии таҳшиншавии қабати оксиди оддӣ ва оксидшавӣ дар ҳарорати баланд
(3) Этинги морфологӣ: Маводҳои карбиди кремний дар ҳалкунандаҳои кимиёвӣ ғайрифаъоланд ва назорати дақиқи морфологияро танҳо тавассути усулҳои хушккунии хушк ба даст овардан мумкин аст; масолехи ниқоб, интихоби кӯзаҳои маска, гази омехта, назорати паҳлӯ, суръати сурхшавӣ, ноҳамвории паҳлӯ ва ғайраро мувофиқи хусусиятҳои маводи карбиди кремний таҳия кардан лозим аст. Равандҳои асосӣ ин таҳшиншавии филми тунук, фотолитография, зангзании филми диэлектрикӣ ва равандҳои абрешими хушк мебошанд.
Расми 3 Диаграммаи схематикии раванди пошидани карбиди кремний
(4) Металлизатсия: Электроди манбаи дастгоҳ металлро талаб мекунад, то алоқаи хуби омии муқовимати пастро бо карбиди кремний ташкил кунад. Ин на танҳо танзими раванди рехтани металл ва назорати ҳолати интерфейси алоқаи металлӣ бо нимноқилро талаб мекунад, балки инчунин барои паст кардани баландии монеаи Шоттки ва ноил шудан ба алоқаи ohmic карбиди металлӣ ва кремний гармкунии ҳарорати баландро талаб мекунад. Равандҳои асосӣ пошидани магнетронҳои металлӣ, бухоршавии шуои электронӣ ва гармшавии босуръати гармӣ мебошанд.
Расми 4 Диаграммаи схематикии принсипи пошидани магнетрон ва таъсири металлизатсия
(5) Раванди бориккунӣ: Маводи карбиди кремний дорои хусусиятҳои сахтии баланд, шикастани баланд ва устувории пасти шикаста мебошад. Раванди суфтакунии он моил аст, ки шикастани маводро ба вуҷуд оварад ва ба сатҳи вафли ва зеризаминӣ зарар расонад. Барои конеъ гардондани эхтиёчоти истехсоли дастгоххои карбиди кремний процессхои нави суфтакуниро кор карда баромадан лозим аст. Равандҳои асосӣ ин лоғар кардани дискҳои суфтакунӣ, часпидани филм ва пӯст ва ғайра мебошанд.
Тасвири 5 Диаграммаи схематикии принципи дастос / лоғаркунии вафли
Вақти фиристодан: октябр-22-2024