Pirolitik Karbon (PyC) ilə örtülmüş qrafit üzüklər: Yüksək temperaturlu yarımkeçiricilərin istehsalında etibarlılığın artırılması

Daha böyük vaflilər, getdikcə daha yüksək güc sıxlığı və daha mürəkkəb proses ardıcıllığı üçün təkan yarımkeçirici istehsal avadanlıqlarının içərisində istifadə olunan materiallara görünməmiş tələblər qoyur. Reaktorların və istilik sistemlərinin içərisində oturan komponentlər indi həddindən artıq temperaturlara, aqressiv kimyəvi atmosferlərə və təkrarlanan istilik dövriyyəsinə tab gətirməlidirlər - bunların hamısı sıx ölçülü dözümlülükləri qoruyarkən və faktiki olaraq heç bir çirkləndirici buraxmadan.

Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün ortaya çıxan qabaqcıl material həlləri arasında Pirolitik Karbon (PyC) ilə örtülmüş qrafit üzüklər xüsusilə güclü dayaq qazandı. İndi onlar silisium karbid kristallarının böyüməsi, epitaksial çökmə, CVD prosesləri və digər yüksək temperaturlu istilik müalicəsi üçün geniş şəkildə təyin olunur. Vetek Semiconductor-da biz Ar-Ge səylərimizi fablara daha stabil proseslərə, daha uzun hissələrin istifadə müddətinə və ümumi əməliyyat xərclərini azaltmağa kömək edən Pirolitik Karbon örtük texnologiyalarına yönəltmişik.

Nə üçün qorunmayan qrafit bugünkü proseslərdə çatışmır?

Qrafit yaxşı istilik keçiriciliyi, aşağı çəkisi və həddindən artıq yüksək temperaturları idarə etmək qabiliyyəti sayəsində uzun müddətdir yarımkeçirici istilik sistemləri üçün əsas material olmuşdur. Ancaq çılpaq qrafit, özlüyündə, bugünkü inkişaf etmiş proseslərin bir çoxu üçün artıq onu kəsmir.

Məsələn, SiC PVT kristal artımını, MOCVD epitaksisini, CVD çöküntüsünü, diffuziya və oksidləşmə mərhələlərini və ya yüksək temperaturda yumşalmanı götürün. Bunların hər birində qrafit komponentləri müntəzəm olaraq 1500°C-dən yuxarı temperatur, hidrogen, ammonyak, xlor tərkibli qazlar və tez-tez termal yuxarı-aşağı dövrlərini əhatə edən şərtlərə məruz qalır. Vaxt keçdikcə təmizlənməmiş qrafit səthi eroziya, hissəciklərin tökülməsi, kimyəvi hücum, pisləşmiş istilik vahidliyi və nəzərəçarpacaq dərəcədə qısalmış xidmət müddəti göstərməyə başlayır. Hətta emal zamanı əmələ gələn kiçik hissəciklər də vaflilərə düşə və məhsula zərər verə bilər.

Məhz buna görə qabaqcıl səth mühafizəsi müasir yarımkeçirici istehsalının müzakirə olunmayan hissəsinə çevrilmişdir.

Pirolitik Karbon örtüyü əslində nədir?

Pirolitik Karbon örtüyü xüsusi Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD) marşrutundan istifadə etməklə istehsal olunur, burada sıx, yüksək nizamlı bir karbon təbəqəsi yüksək təmizlikli qrafit substratına yerləşdirilir. PyC-ni adi karbon örtüklərindən fərqləndirən cəhət onun müstəsna istilik, mexaniki və kimyəvi performansa çevrilən yaxşı nizamlanmış mikro strukturudur.

Vetek Semiconductor-da Pirolitik Karbon örtüklərimiz bir neçə praktik fayda təmin etmək üçün hazırlanmışdır:

• Yüksək təmizlik – ümumi çirkləri 20ppm-dən aşağı saxlayır, əla qaz keçirməzliyi ilə örtüyü ultra təmiz yarımkeçirici mühitlər üçün uyğun edir.
• Mükəmməl istilik sabitliyi - örtük ultra yüksək temperaturda sabit qalır; əslində, onun mexaniki gücü temperatur yüksəldikcə, 2750°C civarında pik performans və 3600°C-yə qədər sublimasiya nöqtəsi ilə faktiki olaraq artır.
• Mükəmməl termal şok müqaviməti - aşağı istilik genişlənmə əmsalı, yüksək istilik keçiriciliyi və aşağı elastik modul sayəsində PyC sürətli temperatur dəyişikliklərinə çox yaxşı dözür.
• Geniş kimyəvi sabitlik - turşulara, qələvilərə, duzlara, üzvi reagentlərə və hətta ərimiş metallara qarşı müqavimət göstərir.
• Ultra aşağı qaz buraxma – təxminən 1800°C-də PyC əhəmiyyətli qaz buraxmadan təxminən 10⁻⁷mmHg vakuum səviyyəsini saxlaya bilir.

Bütün bu xüsusiyyətlər PyC örtüklü qrafiti ən sərt yarımkeçirici tətbiqlər üçün etibarlı seçim edir.

Pirolitik Karbonla örtülmüş üzüklər ən çox harada istifadə olunur?

1. PVT ilə SiC kristal artımı

Fiziki Buxar Nəqliyyatı 2300-2500°C diapazonunda tipik iş temperaturu ilə yarımkeçiricilər dünyasında ən tələbkar proseslərdən biridir. PyC ilə örtülmüş qrafit üzüklər adətən istilik sahəsi sistemlərində, həssaslıqlarda, tigelərdə, istilik qalxanlarında və struktur dayaqlarda istifadə olunur. İstifadəçilər daha az çirklənmə riski, daha ardıcıl termal sahələr, daha uzun komponent ömrü və daha sabit kristal böyümə şərtləri barədə məlumat verir. Bəzi hallarda istehsalçılar 15-20% daha yüksək artım səmərəliliyini və 90% -dən yuxarı vafli məhsuldarlığını gördülər.

2. Yarımkeçirici epitaksiyası (SiC və GaN)

Epitaksial böyümə üçün vaflidə temperaturun bərabərliyi film keyfiyyəti üçün tamamilə vacibdir. PyC ilə örtülmüş qrafit hissələri vahid istilik paylanması və hissəciklərin əmələ gəlməsini azaltmaqla daha sabit böyümə mühiti yaratmağa kömək edir. Nəticə daha yaxşı proses ardıcıllığı, 0,05 defekt/sm² kimi aşağı qüsur sıxlığı və təkmilləşdirilmiş vaflidən vafli vahidliyə çevrilir ki, bunların hamısı birbaşa olaraq daha yüksək məhsuldarlığa çevrilir.

3. Yüksək temperaturda diffuziya və oksidləşmə

Bu örtülmüş üzüklər həmçinin diffuziya sobalarında, oksidləşmə sobalarında və tavlama sistemlərində geniş istifadə olunur. Onların termal zərbəyə güclü müqaviməti onlara minimal deqradasiya ilə təkrarlanan isitmə və soyutma dövrlərindən sağ çıxmağa imkan verir. Praktikada texniki xidmət intervalları çox vaxt üç aydan altı aya qədər uzadıla bilər ki, bu da avadanlığın əlçatanlığını artırır və dayanma müddətini azaldır.

Pirolitik Karbon digər yarımkeçirici örtük texnologiyalarına qarşı

Fərqli proseslər müxtəlif örtük həllərini tələb edir, buna görə Vetek Semiconductor xüsusi iş mühitlərinə uyğunlaşmaq üçün bir sıra qabaqcıl texnologiyalar təklif edir.

CVD SiC örtüyü 99,99999%-ə qədər təmizlik, əla kimyəvi müqavimət, aşağı hissəcik əmələ gəlməsi və uzun xidmət müddəti təklif edir. Adətən SiC və GaN epitaksisində, MOCVD reaktorlarında və PECVD sistemlərində istifadə olunur.

CVD TaC örtüyü üstün oksidləşmə müqaviməti, əla yüksək temperaturda dayanıqlıq və əla aşınma müqaviməti ilə təmin edərək, onu SiC monokristal artımı və üçüncü nəsil yarımkeçiricilər istehsalı üçün əsas seçim edir.

Çoxsaylı örtük variantları təklif etməklə biz müştərilərə proses axınındakı hər bir konkret addım üçün ən uyğun materialı seçməyə imkan veririk.

Vetek Semiconductor istehsal baxımından masaya nə gətirir?

Etibarlı yarımkeçirici komponentlərin istehsalı təkcə qabaqcıl materiallara aid deyil, həm də dəqiq emaldan və ciddi keyfiyyətə nəzarətdən asılıdır. Vetek Semiconductor, materialın təmizlənməsi, CNC dəqiq emal, Pirolitik Karbon örtüyü, CVD SiC örtüyü, CVD TaC örtüyü və hərtərəfli yoxlamanı əhatə edən inteqrasiya olunmuş istehsal platformasını idarə edir.

Dəqiq emalımız ölçülü toleransları ±3μm-ə qədər saxlayır və biz mürəkkəb həndəsələri idarə edə bilirik. Bizim böyük ölçülü emal imkanlarımız da var: diametri 2000 mm və hündürlüyü 2000 mm-ə qədər olan komponentlər bizim imkanlarımız daxilindədir. Bütün istehsal yarımkeçirici dərəcəli təmizlik protokollarına uyğun olaraq ciddi çirklənmə idarəetməsi altında həyata keçirilir.

Komponentlərimiz Applied Materials, Lam Research, Veeco, Aixtron, ASM, TEL və LPE şirkətləri də daxil olmaqla əsas avadanlıq platformaları üçün açılan əvəzetmələr üçün nəzərdə tutulub, beləliklə müştərilər əhəmiyyətli avadanlıq dəyişiklikləri olmadan təkmilləşdirə bilsinlər.

Qabaqcıl örtüklərin uzunmüddətli dəyəri

Mülkiyyətin ümumi dəyərinin azaldılması sənayedə prioritet məsələdir və qabaqcıl örtük texnologiyaları ölçülə bilən gəlir gətirir. İstifadəçilər adətən 40%-ə qədər aşağı istehlak xərclərini, 15-20% yüksək kristal artım səmərəliliyini, uzadılmış texniki xidmət intervallarını, avadanlığın azaldılmış dayanma müddətini, təkmilləşdirilmiş vafli məhsuldarlığı və daha uzun komponentlərin xidmət müddətini görürlər.

Yarımkeçiricilərin istehsalı daha böyük SiC vaflilərə, daha yüksək gücə malik cihazlara və getdikcə daha çox tələb olunan istilik mühitlərinə doğru irəlilədikcə, səth mühəndisliyi daha çox əhəmiyyət kəsb edəcək. Pirolitik Karbon örtüklü qrafit üzüklər CVD SiC və CVD TaC texnologiyaları ilə birlikdə daha səmərəli, etibarlı və miqyaslana bilən istehsal sistemlərinin qurulmasında getdikcə mərkəzi rol oynayır.

Vetek Semiconductor haqqında

Vetek Semiconductor yüksək temperaturlu yarımkeçiricilərin istehsalı üçün qabaqcıl materiallar və örtük texnologiyaları üzrə ixtisaslaşmışdır. Bizim məhsul portfelimizə Pirolitik Karbon (PyC) örtüyü, CVD Silikon Karbid (SiC) örtüyü, CVD Tantal Karbid (TaC) örtüyü, yüksək təmizlikli qrafit komponentləri, bərk CVD SiC komponentləri və tam istilik sahəsində həllər daxildir. Materialşünaslıq təcrübəsi, dəqiq istehsal və dərin proses biliklərini birləşdirərək, biz gələcək nəsil yarımkeçirici istehsalı üçün etibarlı həllər təqdim edirik.