실리콘 카바이드의 CVD 공정은 기체 상태에서 화학 반응을 통해 실리콘 카바이드 층을 기판 위에 증착하는 것입니다. 이 공정은 낮은 밀도, 높은 강성, 극도의 경도 및 내마모성과 같은 고유한 특성으로 인해 다양한 산업 응용 분야에 필수적인 고품질의 순수하고 균일한 실리콘 카바이드 층을 생산할 수 있다는 특징이 있습니다.
CVD 공정 요약:
- 기판 준비: 결정학적 방향이 적합하여 실리콘인 기판을 연마성 다이아몬드 분말을 사용하여 세척하고 준비하여 증착을 위한 깨끗한 표면을 확보합니다.
- 가스 도입: 탄소 공급원인 고순도 메탄이 초고순도(UHP) 수소와 1:99의 비율로 혼합되어 반응기에 도입됩니다.
- 에너자이징 및 증착: 가스는 일반적으로 기판을 약 800°C까지 가열하여 탄화규소를 기판에 증착하는 화학 반응을 시작함으로써 에너지를 공급받습니다.
- 성장 및 형성: 이 과정에는 고온에서 반응 가스가 분해되어 기판 표면에서 화학 반응이 일어나 탄화규소의 고체 결정막을 형성하는 과정이 포함됩니다.
자세한 설명:
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기판 준비: CVD 공정의 초기 단계에는 기판 준비가 포함됩니다. 실리콘은 효과적인 증착을 위해 필요한 결정학적 방향과 잘 맞기 때문에 일반적으로 사용됩니다. 실리콘 기판의 표면은 연마 다이아몬드 분말을 사용하여 증착 공정을 방해할 수 있는 불순물이나 오염 물질을 제거하기 위해 꼼꼼하게 세척합니다.
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가스 도입: CVD 공정은 UHP 수소와 혼합된 고순도 메탄을 사용합니다. 메탄은 필요한 탄소 공급원을 제공하고 수소는 화학 반응을 돕고 공정의 순도를 유지하기 때문에 이 혼합물은 매우 중요합니다. 가스는 증착의 균일성과 품질을 보장하기 위해 통제된 환경에서 원자로에 도입됩니다.
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에너자이징 및 증착: 가스가 도입되면 일반적으로 가열을 통해 가스에 에너지를 공급합니다. 기판은 실리콘 카바이드 증착에 필요한 화학 반응을 시작하고 유지하기에 충분한 약 800°C까지 가열됩니다. 이 단계는 증착된 실리콘 카바이드 층의 품질과 특성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.
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성장 및 형성: 전기가 통하는 가스는 고온에서 분해되어 기판 표면에서 일련의 화학 반응을 일으킵니다. 이러한 반응으로 실리콘 카바이드의 고체 결정 필름이 형성됩니다. 이 과정은 원하는 두께와 균일성을 얻을 때까지 계속됩니다. 그런 다음 고체 생성물을 기판 표면에서 분리하고 반응 가스를 지속적으로 주입하여 결정막이 성장할 수 있도록 합니다.
이 CVD 공정을 통해 전기 저항이 매우 낮은 실리콘 카바이드를 생산할 수 있으므로 전자 및 MEMS 장치와 같이 미세한 피처와 높은 종횡비가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. CVD 방식이 제공하는 정밀도와 제어 기능 덕분에 고품질 실리콘 카바이드 부품을 제조하는 데 선호되는 방식입니다.
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