国内の半導体産業の自給自足のペースが全体的に加速するにつれて、主要なコンポーネントとコア材料の国産化が周辺機器からコアへのリンクに進んでいます。{0}化学蒸着炭化ケイ素 (CVD SiC) は、その極端な物理的および化学的特性により、半導体装置コンポーネントのローカリゼーションの重要な戦場となっています。長い間、ハイエンド CVD SiC コンポーネントは海外企業によって独占されており、中国ではエッチング、薄膜堆積、クリーニング ツールなどのコア機器の反復アップグレードが制限されてきました。-国内の CVD SiC 製造技術の継続的な進歩と生産能力の継続的な展開により、{6}}装置のボトルネックを打破するために材料面から始まる-現地化の波がすでに始まっており、中国の先端プロセス半導体製造の着実な進歩を支える重要な力となっています。見てみましょう: なぜハイエンドの半導体装置は CVD SiC から切り離せないのでしょうか?{9}}
半導体製造の中核となるプロセスは、{0}プラズマ エッチング、-薄膜堆積、エピタキシャル成長-を問わず、非常に過酷な条件下で行われます。チャンバーは高エネルギーの腐食性プラズマ (例: 塩素- やフッ素 - を含むエッチング ガス) で満たされており、温度は摂氏 1000 度を超えることもあり、強い電界ストレスが伴います... このようなるつぼでは、金属やシリコンなどの従来の材料は環境に耐えることができません。 CVD SiC は、ハイエンド半導体装置にとって理想的な材料の 1 つとして浮上しています。-
反応焼結や無加圧焼結などの従来のセラミック形成プロセスとは異なり、CVD SiC は化学蒸着を使用します。シリコン-と炭素-を含むガス状前駆体は、水素やアルゴンなどのキャリアガスとともに、1300 度以上に加熱された反応チャンバーに導入されます。これらのガスは基板表面で熱分解と化学反応を起こし、原子ごとに炭化ケイ素層を成長させます。従来の粉末冶金とは異なるこの製造ルートは、CVD SiC に従来の炭化ケイ素セラミックの利点-高硬度、高温耐性、酸/アルカリ耐食性、高い機械的強度を与えるだけでなく、他のセラミック材料では達成が困難な次のような一連の特性も CVD SiC に与えます。{6}}
より高い純度: CVD プロセスにより、堆積を原子レベルで制御できるようになり、ppb レベルでの材料純度が達成されます。{0}膜厚、組成、結晶構造の均一性が高く、不純物や欠陥が少なく、性能安定性が向上します。実際のパフォーマンスは理論上のパフォーマンスにほぼ近づきます。
緻密で細孔のない構造: 焼結 SiC は、プロセスの最適化に関係なく、粒子間に常にマイクロメートル スケールの細孔を含んでいます。-プラズマ環境では、腐食性ガスがこれらの細孔を通過して進行性の腐食を引き起こし、最終的には亀裂や粒子の脱落につながる可能性があります。対照的に、CVD SiC は原子-ごと、または分子クラスターを介して堆積され、その結果、プラズマ エッチングや高温酸化などの過酷なプロセス環境における腐食性ガス（塩素- やフッ素-を含む化学種など）や化学物質に対して優れた耐性を持つ緻密な表面が得られます。-また、粒子の付着と剥離を低減し、半導体製造における汚染に関連した歩留まりの低下を最小限に抑え、コンポーネントの寿命を延ばし、エッチング、蒸着、イオン注入、その他のプロセスにわたる厳しい条件に適応します。{12}}
形状の柔軟性: CVD は気相反応です。-前駆体ガスは目に見えるあらゆる表面に拡散することができるため、複雑な三次元表面、深い穴、細長いチューブ、その他の不規則なグラファイト基板上に均一な SiC コーティングの堆積が可能になります。-
これらの重要なプロセス上の利点にもかかわらず、現在の業界の課題は依然として次の 3 つの側面に集中しています。
(1) 堆積中の前駆体の精製と汚染制御: 半導体-グレードの CVD SiC には非常に厳しい不純物レベルが必要であり、前駆体自体が超高純度の原料であることが求められます。--さらに、反応チャンバー、ガスライン、基板、またはその他のリンクによって微量の不純物（鉄、クロム、ニッケルなど）が導入されると、それらが堆積層に入り込み、コンポーネントが高度なプロセスに適さなくなる可能性があるため、避ける必要があります。そのため、原料の精製技術や生産管理には非常に高い要求が課せられます。
(2) 大面積にわたる均一な堆積: 大面積の厚膜の堆積中、不均一な厚さ、高い内部応力、反り、亀裂などの問題が発生しやすく、大きなサイズのコンポーネントの形成が制限されます。-。
(3) 超精密加工-: 材料の加工精度と表面粗さがコンポーネントの性能に直接影響します。 CVD SiC はモース硬度が 9.5 で非常に脆いです。その後のナノスケールの表面研磨と複雑な形状の機械加工には、厳しい装置とプロセス能力が要求される重大な課題が存在します。