Explicação detalhada da tecnologia de processo semicondutor CVD SiC (Parte.I)

I. Visão geral da tecnologia de processo de deposição química de vapor (CVD) de carboneto de silício (Sic)

Antes de discutir a tecnologia de processo de deposição química de vapor (CVD) de carboneto de silício (Sic), vamos primeiro revisar alguns conhecimentos básicos sobre "deposição química de vapor".

A Deposição Química de Vapor (CVD) é uma técnica comumente usada para preparar vários revestimentos. Envolve a deposição de reagentes gasosos sobre uma superfície de substrato sob condições de reação apropriadas para formar uma película fina ou revestimento uniforme.

Carboneto de silício CVD (Sic)é um processo de deposição a vácuo usado para produzir materiais sólidos de alta pureza. Este processo é freqüentemente usado na fabricação de semicondutores para formar filmes finos em superfícies de wafers. No processo CVD para preparação de carboneto de silício (Sic), o substrato é exposto a um ou mais precursores voláteis. Esses precursores sofrem uma reação química na superfície do substrato, depositando o depósito desejado de carboneto de silício (Sic). Entre os muitos métodos para preparar materiais de carboneto de silício (SiC), a deposição química de vapor (CVD) produz produtos com alta uniformidade e pureza e oferece forte controlabilidade do processo.

Os materiais de carboneto de silício (SiC) depositados em CVD possuem uma combinação única de excelentes propriedades térmicas, elétricas e químicas, tornando-os ideais para aplicações na indústria de semicondutores que exigem materiais de alto desempenho. Os componentes de SiC depositados em CVD são amplamente utilizados em equipamentos de gravação, equipamentos MOCVD, equipamentos epitaxiais de Si, equipamentos epitaxiais de SiC e equipamentos de processamento térmico rápido.

No geral, o maior segmento do mercado de componentes de SiC depositados em CVD é o de componentes de equipamentos de gravação. Devido à baixa reatividade e condutividade do SiC depositado por CVD a gases de gravação contendo cloro e flúor, é um material ideal para componentes como anéis de foco em equipamentos de gravação a plasma. Em equipamentos de gravação, componentes paradeposição química de vapor (CVD) carboneto de silício (SiC)incluem anéis de focagem, cabeças de pulverização de gás, bandejas e anéis de borda. Tomando como exemplo o anel de focagem, é um componente crucial colocado fora do wafer e em contato direto com ele. Ao aplicar tensão ao anel, o plasma que passa por ele é focado no wafer, melhorando a uniformidade do processamento. Tradicionalmente, os anéis de focagem são feitos de silício ou quartzo. Com o avanço da miniaturização de circuitos integrados, a demanda e a importância dos processos de gravação na fabricação de circuitos integrados aumentam constantemente. A potência e a energia do plasma de gravação estão melhorando continuamente, especialmente em equipamentos de gravação de plasma acoplados capacitivamente, onde é necessária maior energia do plasma. Portanto, o uso de anéis de focagem feitos de carboneto de silício está se tornando cada vez mais comum.

Em termos simples: Carboneto de silício (SiC) de deposição química de vapor (CVD) refere-se ao material de carboneto de silício produzido por meio de um processo de deposição química de vapor. Neste método, um precursor gasoso, normalmente contendo silício e carbono, reage num reator de alta temperatura para depositar uma película de carboneto de silício sobre um substrato. O carboneto de silício (SiC) por deposição química de vapor (CVD) é valorizado por suas propriedades superiores, incluindo alta condutividade térmica, inércia química, resistência mecânica e resistência a choque térmico e abrasão. Essas propriedades tornam o SiC CVD ideal para aplicações exigentes, como fabricação de semicondutores, componentes aeroespaciais, blindagem e revestimentos de alto desempenho. O material apresenta durabilidade e estabilidade excepcionais sob condições extremas, garantindo a sua eficácia na melhoria do desempenho e da vida útil de tecnologias avançadas e sistemas industriais.

II. Processo Básico de Deposição Química de Vapor (CVD)

A deposição química de vapor (CVD) é um processo que transforma materiais de uma fase gasosa em uma fase sólida, usado para formar filmes finos ou revestimentos na superfície de um substrato. O processo básico de deposição de vapor é o seguinte:

1. Preparação do Substrato: 

Selecione um material de substrato adequado e realize a limpeza e tratamento de superfície para garantir que a superfície do substrato esteja limpa, lisa e com boa aderência.

2. Preparação de Gás Reativo: 

Prepare os gases ou vapores reativos necessários e introduza-os na câmara de deposição através de um sistema de fornecimento de gás. Os gases reativos podem ser compostos orgânicos, precursores organometálicos, gases inertes ou outros gases desejados.

3. Reação de Deposição: 

Sob as condições de reação definidas, o processo de deposição de vapor começa. Os gases reativos reagem química ou fisicamente com a superfície do substrato para formar um depósito. Isto pode ser decomposição térmica em fase de vapor, reação química, pulverização catódica, crescimento epitaxial, etc., dependendo da técnica de deposição utilizada.

4. Controle e Monitoramento: 

Durante o processo de deposição, parâmetros-chave precisam ser controlados e monitorados em tempo real para garantir que o filme obtido tenha as propriedades desejadas. Isso inclui medição de temperatura, controle de pressão e regulação da vazão de gás para manter a estabilidade e consistência das condições de reação.

5. Conclusão de Deposição e Processamento Pós-Deposição 

Uma vez atingido o tempo ou espessura de deposição predeterminada, o fornecimento de gás reativo é interrompido, encerrando o processo de deposição. Em seguida, o processamento pós-deposição apropriado é realizado conforme necessário, como recozimento, ajuste de estrutura e tratamento de superfície, para melhorar o desempenho e a qualidade do filme.

Deve-se notar que o processo específico de deposição de vapor pode variar dependendo da tecnologia de deposição utilizada, do tipo de material e dos requisitos de aplicação. Contudo, o processo básico descrito acima cobre a maioria das etapas comuns na deposição de vapor.

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