जैसे-जैसे घरेलू सेमीकंडक्टर उद्योग की आत्मनिर्भरता की गति पूरे बोर्ड में तेज हो रही है, प्रमुख घटकों और कोर सामग्रियों का स्थानीयकरण परिधीय से कोर लिंक की ओर बढ़ रहा है। रासायनिक रूप से वाष्प जमा सिलिकॉन कार्बाइड (सीवीडी SiC), अपने अत्यधिक भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ, अर्धचालक उपकरण घटकों में स्थानीयकरण के लिए एक प्रमुख युद्ध का मैदान बन गया है। लंबे समय से, उच्च अंत CVD SiC घटकों पर विदेशी कंपनियों का एकाधिकार रहा है, जिससे चीन में नक़्क़ाशी, पतली फिल्म जमाव और सफाई उपकरण जैसे मुख्य उपकरणों के पुनरावृत्त उन्नयन पर प्रतिबंध लगा दिया गया है। घरेलू सीवीडी सीआईसी तैयारी प्रौद्योगिकी में चल रही सफलताओं और उत्पादन क्षमता के निरंतर रोलआउट के साथ, उपकरण की बाधाओं को दूर करने के लिए सामग्री पक्ष से शुरू होने वाली स्थानीयकरण की एक लहर शुरू हो चुकी है, जो चीन की उन्नत प्रक्रिया सेमीकंडक्टर विनिर्माण की स्थिर प्रगति का समर्थन करने वाली एक प्रमुख शक्ति बन गई है। आइए एक नज़र डालें: उच्च -अंत अर्धचालक उपकरण CVD SiC से अविभाज्य क्यों हैं?
सेमीकंडक्टर निर्माण की मुख्य प्रक्रियाएँ {{0}चाहे प्लाज्मा नक़्क़ाशी, पतली {1}फ़िल्म जमाव, या एपिटैक्सियल वृद्धि {{2}अत्यंत कठोर परिस्थितियों में संचालित होती हैं। कक्ष उच्च ऊर्जा संक्षारक प्लाज़्मा (उदाहरण के लिए, क्लोरीन या फ्लोरीन युक्त गैसों) से भरा होता है, तापमान एक हजार डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुंच सकता है, साथ ही मजबूत विद्युत क्षेत्र तनाव भी हो सकता है... ऐसे पिघलने वाले बर्तन में, धातु और सिलिकॉन जैसी पारंपरिक सामग्री पर्यावरण का सामना नहीं कर सकती है। CVD SiC उच्च अंत अर्धचालक उपकरणों के लिए आदर्श सामग्रियों में से एक के रूप में उभरा है।
प्रतिक्रिया सिंटरिंग या दबाव रहित सिंटरिंग जैसी पारंपरिक सिरेमिक बनाने की प्रक्रियाओं के विपरीत, सीवीडी SiC रासायनिक वाष्प जमाव का उपयोग करता है। सिलिकॉन - और कार्बन - गैसीय अग्रदूतों से युक्त, हाइड्रोजन या आर्गन जैसी वाहक गैसों के साथ, 1300 डिग्री से अधिक गर्म प्रतिक्रिया कक्ष में पेश किए जाते हैं। ये गैसें सब्सट्रेट सतह पर थर्मल अपघटन और रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गुजरती हैं, परमाणु दर परमाणु सिलिकॉन कार्बाइड परतें बढ़ती हैं। यह निर्माण मार्ग, पारंपरिक पाउडर धातु विज्ञान से अलग, न केवल सीवीडी SiC को पारंपरिक सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक के फायदे देता है {{6}उच्च कठोरता, उच्च तापमान प्रतिरोध, एसिड / क्षार संक्षारण प्रतिरोध, और उच्च यांत्रिक शक्ति -बल्कि CVD SiC को अन्य सिरेमिक सामग्रियों के लिए मुश्किल गुणों की एक श्रृंखला भी प्रदान करता है, जैसे:
उच्च शुद्धता: सीवीडी प्रक्रिया परमाणु स्तर पर जमाव के नियंत्रण को सक्षम बनाती है, जिससे पीपीबी स्तर पर सामग्री की शुद्धता प्राप्त होती है। फिल्म की मोटाई, संरचना और क्रिस्टल संरचना अत्यधिक समान है, अशुद्धियों और दोषों को कम करती है और प्रदर्शन स्थिरता को बढ़ाती है। वास्तविक प्रदर्शन सैद्धांतिक प्रदर्शन के करीब पहुंचता है।
घनी, छिद्र मुक्त संरचना: सिन्जेड SiC, प्रक्रिया अनुकूलन की परवाह किए बिना, कणों के बीच हमेशा अवशिष्ट माइक्रोमीटर {{1} स्केल छिद्र होते हैं। प्लाज़्मा वातावरण में, संक्षारक गैसें इन छिद्रों के माध्यम से प्रवेश कर सकती हैं, जिससे प्रगतिशील क्षरण होता है जो अंततः दरार और कण गिरने की ओर ले जाता है। इसके विपरीत, सीवीडी SiC को परमाणु द्वारा {{5} या आणविक समूहों के माध्यम से जमा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप संक्षारक गैसों (उदाहरण के लिए, क्लोरीन - और फ्लोरीन युक्त प्रजातियां) और प्लाज्मा नक़्क़ाशी और उच्च तापमान ऑक्सीकरण जैसे कठोर प्रक्रिया वातावरण में रसायनों के लिए बेहतर प्रतिरोध के साथ एक घनी सतह होती है। यह कणों के आसंजन और पृथक्करण को भी कम करता है, सेमीकंडक्टर निर्माण में संदूषण से संबंधित उपज हानि को कम करता है, घटक जीवन काल को बढ़ाता है, और नक़्क़ाशी, जमाव, आयन आरोपण और अन्य प्रक्रियाओं में मांग की स्थितियों के अनुकूल होता है।
आकार लचीलापन: सीवीडी एक गैस {{0}चरण प्रतिक्रिया है; पूर्ववर्ती गैसें किसी भी दृश्य सतह पर फैल सकती हैं, जिससे जटिल तीन आयामी सतहों, गहरे छिद्रों, पतली ट्यूबों और अन्य अनियमित ग्रेफाइट सब्सट्रेट्स पर एक समान SiC कोटिंग जमाव संभव हो सकता है।
इन महत्वपूर्ण प्रक्रिया लाभों के बावजूद, वर्तमान उद्योग चुनौतियाँ तीन पहलुओं पर केंद्रित हैं:
(1) जमाव के दौरान प्रीकर्सर शुद्धि और संदूषण नियंत्रण: सेमीकंडक्टर - ग्रेड सीवीडी SiC के लिए अत्यधिक सख्त अशुद्धता स्तर की आवश्यकता होती है, यह मांग करते हुए कि प्रीकर्सर स्वयं अल्ट्रा {{2} उच्च - शुद्धता वाले कच्चे माल हों। इसके अतिरिक्त, प्रतिक्रिया कक्ष, गैस लाइनों, सब्सट्रेट्स, या किसी अन्य लिंक द्वारा पेश की गई किसी भी अशुद्धता (उदाहरण के लिए, लौह, क्रोमियम, निकल) से बचा जाना चाहिए, क्योंकि वे जमा परत में प्रवेश कर सकते हैं और उन्नत प्रक्रियाओं के लिए घटक को अनुपयुक्त बना सकते हैं। यह कच्चे माल की शुद्धि प्रौद्योगिकी और उत्पादन प्रबंधन पर अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं लगाता है।
(2) बड़े क्षेत्रों पर एकसमान जमाव: बड़े क्षेत्र, मोटी फिल्म जमाव के दौरान, असमान मोटाई, उच्च आंतरिक तनाव, विकृति और दरार जैसी समस्याएं आसानी से हो सकती हैं, जिससे बड़े आकार के घटकों का निर्माण सीमित हो जाता है।
(3) अति सटीक मशीनिंग: मशीनिंग सटीकता और सामग्री की सतह खुरदरापन सीधे घटक प्रदर्शन को निर्धारित करता है। CVD SiC की मोह कठोरता 9.5 है और यह अत्यधिक भंगुर है। इसके बाद नैनोस्केल सतह पॉलिशिंग और जटिल आकृतियों की मशीनिंग महत्वपूर्ण चुनौतियाँ पेश करती है, जिसके लिए कड़े उपकरण और प्रक्रिया क्षमताओं की आवश्यकता होती है।