CVD SiC бүрхүүлийг гэмтээхгүйгээр AIXTRON сусцепторын аюулгүй цэвэрлэгээ

CVD SiC бүрсэн сусцепторын гадаргуу нь цэвэрхэн байх ёстой боловч зохисгүй боловсруулалтын журмын улмаас эмзэг бөгөөд гэмтэх магадлалтай. Олон үйлдвэрт цэвэрлэгээний журмын жижиг алдаа нь орон нутгийн барзгаржилт эсвэл бичил зураас үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цаашдын урсгалд вафлийн чанарт нөлөөлдөг. Нэгэн засвар үйлчилгээний инженер одоогийн цэвэрлэгээний дэвсгэрээс зөөлөн, уян хатан алчуур руу шилжих нь бүрээсний элэгдлийн асуудлыг шийдвэрлэсэн гэж мэдээлсэн. Үлдэгдлийг арилгахаас гадна SiC давхаргыг бүрэн бүтэн байлгаж, дулаан тусгаарлах үүргээ үргэлжлүүлэн гүйцэтгэх болно. Sic бүрсэн бал чулуу мэдрэгч .

AIXTRON G5/G10 мэдрэгчийг удаан хугацаанд ашиглах шилдэг цэвэрлэгээний аргууд

AIXTRON G5 болон G10 сусцепторуудыг цэвэрлэх хамгийн сайн арга бол "илүү хүчтэй цэвэрлэгээ" биш, харин цэвэрлэгч нь CVD SiC бүрхүүлийг гэмтээхгүйн тулд хуримтлагдсан бохирдлыг цэвэрлэж, аажмаар арилгах явдал юм. Олон үйлдвэрлэлийн шугамууд илүү урт наслалттай байх болно. Эпитаксиаль мэдрэгч Хэрэв цэвэрлэгээ нь түрэмгий алхам биш харин бүхэл бүтэн үйл явцын нэг хэсэг бол. Цэвэрлэгээнд ашигладаг нэг ердийн арга бол реакторын доторх хийн цэвэрлэгээ юм. Энэ нь хяналттай температурт галоген суурьтай хийн тусламжтайгаар SiC эсвэл нүүрстөрөгчийн хуримтлагдсан давхаргыг цэвэрлэх гэсэн үг юм. Амжилтын түлхүүр нь бүрхүүлийг халдлагаас хамгаалахын тулд хяналттай температур юм. Олон инженерүүд энэ аргыг дуртай байдаг, учир нь энэ нь хүрэлцдэггүй (энэ нь бичил зураас үүсгэдэг). Засвар үйлчилгээний зогсолтын үед бага нөлөөтэй нойтон цэвэрлэгээг өргөн хэрэглэдэг. Энэ нь сул материалыг цэвэрлэхийн тулд уусгагч цэвэрлэгээг агуулдаг бөгөөд дараа нь металл болон ислээс бохирдлыг арилгахын тулд химийн дүрэлтийг болгоомжтой дүрнэ. Санаж байх үндсэн дүрэм бол "үрж цэвэрлэх хэрэгсэлгүй, барзгар арчиж болохгүй". Гадаргуу дээрх бага зэргийн зураас ч өндөр температурын процессын үед бөөм үүсгэгч болж чаддаг. Зарим үйлдвэрүүдийн хэрэгжүүлдэг өөр нэг арга бол цэвэрлэгээний эргэлтийн мөчлөгийг ашиглах явдал юм. Ажиллагаа бүрийн дараа бага зэрэг хөнгөн цэвэрлэгээ хийж, гүн химийн цэвэрлэгээг үйл явц бүрийн үеэр биш харин зөвхөн төлөвлөсөн засвар үйлчилгээний зогсолтын үеэр хийдэг. Энэ нь SiC бүрхүүл дээрх ачааллыг бууруулдаг. Нэг SiC үйлдвэрлэлийн шугам нь долоо хоног бүр эрчимтэй цэвэрлэгээнээс өдөр бүр богино хугацаанд цэвэрлэх, харааны үзлэгийн үр дүнд үндэслэн сар бүр цэвэрлэхэд шилжсэнээр бүрхүүлийн эвдрэл буурсан гэж мэдэгджээ. Олон хүн хөргөлтийн процессыг хянахын ач холбогдлыг ойлгодоггүй. Цэвэрлэхийн өмнө сусцепторыг аажмаар хөргөх нь дулааны цочролыг бууруулахад сайн нөлөө үзүүлдэг. Температурын өөрчлөлт нь бүрхүүл хагарах шалтгаан болж болох ч шууд нөлөө ажиглагдах боломжгүй байж магадгүй юм. Үнэндээ, сусцепторын ашиглалтын хугацааг гурван процедурын хослолоор илүү урт болгодог; хяналттай газар дээр нь цэвэрлэх, бага нөлөөлөлтэй нойтон цэвэрлэгээ, сайн харьцах сахилга бат нь сусцепторуудын эрт эвдрэлээс зайлсхийх (G5/G10), урт наслалт, илүү сайн ургацыг баталгаажуулдаг.

Химийн цэвэрлэгээний процессын үед эпитакси дахь бөөмсийн асуудлаас зайлсхийх

Химийн шат дамжлагаар цэвэрлэх үед тоосонцор нь тогтвортой эпитакси процессын хамгийн чухал хувьсагчдын нэг байх магадлалтай. Үлдсэн бүх сул хальс эсвэл шороо нь вафлийн гадаргуу дээр үлдэж, ул мөргүй согог үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч олон тохиолдолд асуудлыг шийдэхийн оронд цэвэрлэх шат өөрөө үүсгэдэг. Илэрхий асуудал бол химийн ванны дараа хангалттай зайлахгүй байх явдал юм. Эд ангиас бүрэн зайлаагүй химийн бодис дараагийн халаалтын мөчлөгийн үед сусцептор эсвэл камер дээр хатаж, жижиг тоосонцор болдог. Өндөр цэвэршилттэй ус дусаагаад албадан агаар ашиглахгүйгээр хэвийн хатаах нь үүнийг багасгаж, цааш нь тарааж болно. Өөр нэг асуудал бол цэвэрлэгээний дараах үе юм. Олон үйлдвэрт эд ангиуд цэвэрхэн бөгөөд задгай агаарт удаан хугацаагаар үлдээдэг. Тоос нь хэн ч ажиглалгүйгээр гадаргуу дээр тогтож болно - зүгээр л цэвэр өрөөний тоос. Үйлдвэрийн нэгэн техникч өмнөхтэй яг адилхан цэвэрлэгээний химийн аргыг ашиглан эд анги шилжүүлэх тавиурын тагийг ашиглан давтагдах тоосонцрын асуудлыг нэн даруй арилгасан гэж мэдээлсэн. Цэвэрлэгээний эд ангиудтай нийцтэй байдал нь бас чухал юм. Химийн урвал нь хуучин бүтээгдэхүүнтэй өөр байж болно. Sic бүрэх эсвэл металл патроныг эвдэж, дараа нь хальслах нимгэн давхарга үүсгэдэг. Ийм учраас олон бүлгүүд сэлбэг хэрэгслийн цэвэрлэгээний химийн найрлагыг шалгаж байна. Хатаах үе шатыг хянах нь үл тоомсорлож болох өөр нэг тал юм. Толбо нь патрон дотор үлдсэн уснаас болж үүсч, эрдэс толбо үлдээж болно. Ерөнхийдөө удаан хатаах үе шат тул мөчлөгийн хугацаа урт байх нь илүү цэвэрхэн өнгөлгөөг бий болгоно. Дүгнэж хэлэхэд, бөөмсийн асуудалд нөлөөлдөг нэг чухал алдаа байхгүй. Энэ бол зайлах, харьцах, хатаах хослол юм. Дээрх гурван процедурыг зөв, зөөлөн хийснээр эпитакси тогтвортой, давтагдах боломжтой болж чадна.

Өндөр цэвэршилттэй графит нь хүчил ба плазмын цэвэрлэгээний мөчлөгт хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдэг вэ?

Эпитакси системд өндөр цэвэршилттэй бал чулууг ашиглах нь маш өндөр температур болон ашиглалтын хугацааг уртасгадаг тул давуу талтай. Гэсэн хэдий ч бал чулууны гадаргуу нь хүчил/плазмын цэвэрлэгээний процесст цаг хугацааны явцад нарийн өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь амархан харагдахгүй байж болно: Графит нь хүчиллэг цэвэрлэгээний үе шатанд хайлдаггүй эсвэл хурдан уусдаггүй боловч гадаргуу дээр урвал явагдаж болно. Хүчтэй хүчил нь гадаргуу руу "дайрч", анхны гөлгөр гадаргуу дээр нүх үүсгэх чадвартай. Ийм барзгар гадаргуу нь тоосонцор эсвэл цэвэрлэгээний үлдэгдлийн бохирдлын цэг болж болзошгүй. Цаг хугацаа өнгөрөхөд хуучин бал чулууны хэсгүүд илүү олон тоосонцор хуримтлагдаж эхэлдэг бол цэвэрлэх арга нь хэвээрээ байдаг нь олон үйлдвэрүүдэд мэдэгдэж байна. Ихэвчлэн энэ нь удаан хугацааны хүчилд өртсөнөөс үүдэлтэй байдаг. Плазмын цэвэрлэгээ нь ижил төстэй боловч өөр өөр хор хөнөөлтэй нөлөөтэй байдаг. Хүчиллэг цэвэрлэгээнээс ялгаатай нь хүчилтөрөгч болон/эсвэл фторын плазмаар нүүрстөрөгчийн давхаргыг арилгах нь үр дүнтэй боловч гадаргуу нь өөрөө давхаргаар сийлбэрлэж болно. Графит гадаргууг удаан сийлбэрлэх нь бүтэц өөрчлөгдөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь тодорхой газруудад эд ангиудыг хэврэг болгодог. Ийм тохиолдолд өндөр температурын мөчлөгт хальснууд унаж, реакторт бөөмийн эх үүсвэр болж чаддаг. Энэ асуудлыг үйлдвэрлэлийн шугам дээр илрүүлсэн. Хэдэн сарын дараа хэт цэвэрлэсэн (олон плазмын мөчлөг) цоо шинэ эд ангиуд санамсаргүй байдлаар ваферийн согог үүсгэж эхэлсэн. Плазмыг сийлсэн боловч бохирдлыг арилгахад төгс ажилласан. Плазмын цэвэрлэгээний хугацааг өөрчлөх, харааны үзлэгийн тоог нэмэгдүүлэх нь согогийн түвшинг бууруулсан. Эдгээр үзэгдлээс зайлсхийхийн тулд бал чулуун гадаргуугийн ашиглалтын хугацаа болон цэвэрлэх хүчийг зохицуулах нь зүйтэй. Хүчиллэг цэвэрлэгээ хэт удаан үргэлжлэх ёсгүй бөгөөд зөвхөн харагдах бохирдлыг арилгах ёстой. Богино плазмын цэвэрлэгээний импульс нь урт импульсээс илүү үр дүнтэй ажилладаг болохыг ажигласан. Цаашилбал, цэвэрлэх процесст ашигладаг бал чулуун эд ангиудыг ээлжлэн солих нь бал чулуун элэгдлийг тодорхой хэмжээгээр бууруулдаг. Хамгийн чухал нь өндөр цэвэршилттэй бал чулууг дахин ашиглах зориулалттай бөгөөд бүх хугацаанд өөрчлөхгүй бөгөөд өдөр бүр ашигладаг тул цэвэрлэгээний мөчлөг бүр бөөмийг арилгаж, гадаргууг өөрчилдөг.

Давтан засвар үйлчилгээний дараа CVD SiC бүрхүүлийн хагарлын нийтлэг шалтгаанууд

CVD SiC бүрхүүлүүд нь бат бөх байхаар бүтээгдсэн боловч засвар үйлчилгээг давтан хийх шаардлагатай бөгөөд цаг хугацааны явцад бүрхүүлд стресс үүсгэж, хагарал үүсгэдэг. Хагарал нь ихэвчлэн алдааны хослолоос үүдэлтэй байж болно. Эдгээр нь харьцах, цэвэрлэх, дулааны мөчлөгийн бага зэргийн өөрчлөлтөөр цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг. Нийтлэг шалтгаан нь цэвэрлэх мөчлөгөөс үүдэлтэй дулааны цочрол юм. Хэрэв сусцептор эсвэл бүрсэн хэсгийг хурдан халааж эсвэл хөргөвөл SiC давхарга болон суурь материал нь өөр өөр хурдаар тэлнэ. Энэхүү зөрүү нь омог үүсгэдэг. Хэдэн мөчлөгийн дараа жижиг хагарал үүсч эхэлдэг бөгөөд илүү олон мөчлөгийн дараа хагарал томорч, эцэст нь юу ч бүрэн бүтэн үлддэггүй. Эрт үеийн засвар үйлчилгээний баг эд ангиудыг цэвэрлэх станц руу зөөхөөс өмнө хөргөх хугацаа уртсах нь хагарал багасахад хүргэдэг болохыг тогтоожээ. Өөр нэг санаа зовоосон асуудал бол химийн бодисын архаг өртөлт юм. SiC бүрхүүл болон суурь хоорондын холбоо нь хүчтэй хүчил эсвэл урвалд ордог цэвэрлэгээний уусмалаар аажмаар задарч болно. Цэвэрлэгээний төрөл бүр хор хөнөөлгүй мэт санагдаж болох ч давтан хэрэглэх нь тодорхой хэсэгт бүрхүүлийг сулруулахад хүргэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам эдгээр сул талууд нь хагарал үүсэх цэгүүд болж хувирдаг. Механик харьцахтай холбоотой гэмтэл нь бас том хүчин зүйл болдог. Гадаргуугийн жижиг согог нь эд ангиудыг хатуу гадаргуу дээр тавих, металл багажаар ажиллах, эсвэл шилжүүлэх явцад эд ангиудад бага зэргийн цохилт өгөх зэрэг энгийн үйлдлээс үүдэлтэй байж болно. Эдгээр нь эхэндээ асуудал биш байж болох ч температур нэмэгдэхэд тэдгээр нь тод ан цав болж хувирдаг. Өөр нэг далд шалтгаан бол плазмын хэт цэвэрлэгээ юм. Плазмыг үлдэгдлийг арилгахад ашиглаж болох боловч удаан эсвэл байнга өртөх тохиолдолд бүрхүүлийн гадаргууг жигд бус сийлбэрлэж болно. Энэ нь бүтцийн хурцадмал байдлыг бий болгож, стрессийн цэгүүдийг сулруулахад хүргэдэг. Үйлдвэрлэлийн шугамыг арчлах арга барилыг өөрчилснөөр багийнхан хагарлын асуудлыг багасгасан бодит тохиолдол гарсан. Тэд түрэмгий химийн бодисыг багасгаж, зүлгүүрийн харьцах тавиурыг багасгаж, плазмын цэвэрлэгээний хугацааг багасгасан. Багаж хэрэгсэлд ямар ч өөрчлөлт ороогүй боловч бүрхүүлийн ашиглалтын хугацаа мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. Үндсэн ойлголт нь маш энгийн: SiC бүрхүүл нь сул байдлаасаа болж эвдэрдэггүй, учир нь давтан засвар үйлчилгээ нь аажмаар стрессийн хязгаараас хэтрэхэд хүргэдэг. Урт хугацааны бүрхүүлийн ашиглалтын хугацаа, тогтвортой эпитакси гүйцэтгэлийг авахын тулд цэвэрлэгээний алхам бүрийг зөөлөн дагаж мөрдөхийг зөвлөж байна.

AIXTRON реакторын эпитаксиал эд ангиудыг хэзээ засах эсвэл солих вэ?

AIXTRON реакторын эпитаксиал эд ангиудыг засах эсвэл солих нэг урлаг бол бага зэргийн өөрчлөлтийг уншиж, эд анги эвдэрэхээс өмнө таньж чаддаг байх явдал юм. Доторлогоо, сусцептор, бал чулуу зэрэг гайхалтай эд ангиуд гэнэт ажиллахаа больсон тохиолдол бараг байдаггүй. Үүний оронд эдгээр эд ангиуд цаг хугацааны явцад аажмаар элэгдэж, тэр үед таны вафли дээр асуудал гарч эхэлж магадгүй юм. Цэвэрлэгээ хийсэн ч гэсэн бөөмсийн асуудал давтагдах нь нэг чухал шинж тэмдэг юм. Хэрэв таны вафлинууд санамсаргүй согогтой хэвээр байвал цэвэрлэгээний процедурыг үл харгалзан юу ч өөрчлөгдөхгүй бол эд ангийн гадаргуугийн байдал сэргээхэд хэтэрхий муу байх магадлалтай. Жишээлбэл, нэг шугам нь тэдний харж байсан бөөмсийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд цэвэрлэх хүчийг нэмэгдүүлсээр байсан ч SiC бүрхүүлийн доорх суспенз нь бичил хагарсан тохиолдол байв. Бүрхүүл дээрх харагдахуйц өнгөний өөрчлөлт эсвэл элэгдэл нь бас тодорхой шинж тэмдэг юм. Ерөнхийдөө SiC бүрсэн эд ангиуд нь ижил харагддаг. Хэрэв та угааж арилгаж чадахгүй бараан хэсгүүдийг эсвэл эд ангиуд дээр бүдгэрсэн/өөр өнгийн бүтэцтэй байгааг харж эхэлбэл бүрхүүл нь идэгдсэн эсвэл гэмтсэн байх магадлал өндөр байна. Та энэ үе шатанд засвар хийх гэж хэтэрхий удаан хүлээсэн байна. Хагарал, ирмэгийн хугарал нь солих нь таны хамгийн сайн сонголт болохыг харуулж байна. Өндөр температурын мөчлөгийн хугацаа нь эдгээр хагарал нь эхэндээ маш бага байсан ч харьцангуй хурдан тархах хандлагатай байдаг. Эдгээр ан цавыг өнгөлөх эсвэл дахин цэвэрлэх нь процессыг сайжруулахын оронд тогтвортой байдлыг бууруулдаг. Процессын шилжилт хөдөлгөөн гэх мэт процессын өөрчлөлтүүд нь эд ангийн элэгдэл асуудал болж эхэлж байгааг илтгэх илүү нарийн шинж тэмдэг байж болно. Эд ангиуд элэгдэхийн хэрээр реактор доторх хийн урсгал эсвэл дулааны тархалт өөрчлөгдөж, жорыг нь хэзээ ч өөрчлөөгүй ч температурын жигд байдал, тунадасны хурд эсвэл вафлийн нягтралын өөрчлөлтийг харж эхэлж магадгүй юм. Эдгээр өөрчлөлтийг эхэндээ элэгдсэн эд ангийн механик асуудал гэхээсээ илүү процессын хувьсах чанар гэж тооцдог. Бохирдол нь зөвхөн арьсан дор гүн орсон, тухайлбал бага зэрэг бохирдолтой, эсвэл эд ангиудад хөнгөн тунадас орсон тохиолдолд засвар нь хамгийн тохиромжтой. Ийм нөхцөлд хяналттай химийн цэвэрлэгээ эсвэл бага чадлын плазм нь эд ангиудыг хязгаарт багтаан буцааж авчрах боловч бүтцийн ямар нэгэн эвдрэл гарсан тохиолдолд эд ангийг солих нь урт хугацаанд илүү найдвартай байх болно. Нэгэн гайхалтай бүтээл нь эд анги эвдэрсэн үед нийт ажиллахгүй байх хугацааг хэрхэн багасгасан тухайгаа ярьж байсан. Хэрэв цэвэрлэсний дараа нэг ширхэгийн асуудал дараалан хоёр удаа илэрвэл эд ангийг нь татаж, үйлдвэрлэлд ашиглахаар бус, үзлэгт илгээнэ. Энэ нь гарц гэнэт буурах хугацааг багасгадаг болохыг тогтоожээ. Өдөр тутмын үйл ажиллагааг явуулах хамгийн практик арга бол засвар үйлчилгээг нөхцөл байдалд хариу үйлдэл үзүүлэх замаар хийхээс илүүтэйгээр сэлбэг хэрэгслийн засвар үйлчилгээг үйл явцын хяналтад оруулах явдал юм. Болгоомжтой хяналт хийснээр эпитаксиг тогтвортой байлгаж, эрт шийдвэр гаргаснаар үйлдвэрлэлийн бүрэн ажиллагаанд бага зэргийн элэгдэл үүсэхээс зайлсхийх боломжтой.