Sic örtüklü qrafit susepti nədir?

Şəkil 1.Sik örtüklü qrafit suseptoru

1. Epitaxial təbəqə və onun avadanlıqları

Wafer İstehsalat prosesi zamanı cihazların istehsalını asanlaşdırmaq üçün bəzi vafli substratlarda epitaksial təbəqə hazırlamalıyıq. Epitaxy, kəsmə, daşlama və cilalama ilə diqqətlə işlənmiş bir kristal substratda yeni tək kristal yetişdirilməsi prosesinə aiddir. Yeni tək kristal substrat və ya fərqli bir material (homoepitaxial və ya heteroepitaxial) ilə eyni material ola bilər. Yeni tək kristal təbəqə substrat kristal mərhələsi boyunca böyüdükdən, epitaksial təbəqə adlanır və cihaz istehsalı epitaksial qat üzərində aparılır. 

Məsələn, aGaas epitaxialLED LED işləyən qurğular üçün bir silikon substratda qat olunur; birSic epitaxialSBD, Mosfet və güc tətbiqetmələrində digər qurğuların inşası üçün keçirici SIC substratında qat-qat artılmışdır; Bir Gan Epitaxial təbəqəsi, rabitə kimi radiojik tətbiqetmələrində hemt kimi istehsal cihazları üçün yarı izolyasiya edən bir SIC substratında qurulur. SIC epitaxial materialların və fon daşıyıcı konsentrasiyasının qalınlığı kimi parametrlər, SIC cihazlarının müxtəlif elektrik xüsusiyyətlərini birbaşa müəyyənləşdirir. Bu müddətdə kimyəvi buxarlanma (CVD) avadanlıqları olmadan edə bilmərik.

Şəkil 2. Epitaxial film böyümə rejimləri

2. CVD avadanlıqlarında SIC örtülmüş qrafit suseptorunun əhəmiyyəti

CVD avadanlıqlarında substratı birbaşa metaldan və ya sadəcə epitaxial çökmə üçün bir bazada yerləşdirə bilmərik, çünki bu, qaz axını istiqaməti (üfüqi, şaquli), temperatur, təzyiq, fiksasiya və çirkləndiricilər kimi bir çox amilləri əhatə edə bilər. Buna görə də, bir susub istifadə etməliyik (vafli) Substratı bir qabda yerləşdirmək və üzərindəki epitaksial çökmək üçün CVD texnologiyasından istifadə etmək. Bu suseptor, SIC örtüklü qrafit suseptorudur (həmçinin bir tepsisiya adlanır).

2.1 MOCVD avadanlıqlarında SIC örtülmüş qrafit suseptorunun tətbiqi

SIC örtüklü qrafit suseptoru əsas rol oynayırMetal üzvi kimyəvi buxarlanma (mocvd) avadanlıqlarıtək kristal substratları dəstəkləmək və istiləşdirmək. Bu suseptorun istilik sabitliyi və istilik vahidliyi epitaxial materialların keyfiyyətinə çox vacibdir, buna görə MOCVD avadanlıqlarında əvəzolunmaz əsas komponent kimi qəbul edilir. Metal üzvi kimyəvi buxarlanma (mocvd) texnologiyası, bu anda mavi LED-lərdə, mavi LED-lərdə incə filmlərin epitaksial böyüməsində geniş istifadə olunur, çünki bu, sadə əməliyyatın üstünlükləri, idarəolunan böyümə dərəcəsi və yüksək saflıq var.

MOCVD avadanlıqlarında əsas komponentlərdən biri olaraq, Vetek Yarımkeçirici Graphite Suseptor, nazik film materiallarının vahidliyinə və saflıqlarına birbaşa təsir edən və beləliklə epitaxial gofreylərin hazırlanması ilə əlaqədardır. İstifadənin sayı artdıqca və iş mühiti dəyişir, qrafit suseptoru geyməyə meyllidir və buna görə də istehlak kimi təsnif edilir.

2.2. Sic örtülmüş qrafit suseptorun xüsusiyyətləri

MOCVD avadanlıqlarının ehtiyaclarını ödəmək üçün, qrafit suseptoru üçün tələb olunan örtük aşağıdakı standartlara cavab vermək üçün xüsusi xüsusiyyətlərə malik olmalıdır:

✔ Yaxşı əhatə dairəsi: SIC örtükləri təqibçi tamamilə əhatə etməlidir və korrozik qaz mühitində zərərin qarşısını almaq üçün yüksək dərəcədə sıxlıq olmalıdır.

✔ Yüksək bağlı güc: Örtük, həssaslıqla möhkəm bağlanmalıdır və çox yüksək temperaturlu və aşağı temperaturlu dövrlərdən sonra düşmək asan deyil.

✔ Yaxşı kimyəvi sabitlik: Kaplama, yüksək temperaturda və aşındırıcı atmosferlərdə uğursuzluqdan qaçmaq üçün yaxşı kimyəvi sabitliyə sahib olmalıdır.

2.3 Uyğun qrafit və silikon karbid materiallarında çətinlik və çətinliklər

Silikon Karbide (SIC), korroziya müqaviməti, yüksək istilik keçiriciliyi, istilik şok müqaviməti və yaxşı kimyəvi sabitlik kimi üstünlükləri səbəbindən Gan epitaxial atmosferlərdə yaxşı çıxış edir. Onun istilik genişləndirilməsi əmsalı qrafitə bənzərdir, onu qrafit suseptor örtükləri üçün üstünlük verilən material halına gətirir.

Ancaq, axı,qrafitvəsilikon karbidİki fərqli materialdır və örtüyün qısa bir xidmət həyatı olduğu vəziyyətlər olacaq, yıxılmaq asandır və müxtəlif istilik genişləndirmə əmsalları səbəbindən xərcləri artırır. 

3. Sic örtük texnologiyası

3.1. Ümumi sic növləri

Hazırda ümumi SIC-nin ümumi növləri 3C, 4H və 6H və fərqli SIC növləri fərqli məqsədlər üçün uyğundur. Məsələn, 4H-SIC yüksək güc qurğuları istehsal etmək üçün uyğundur, 6h-sic nisbətən sabitdir və optoelektronik cihazlar üçün istifadə edilə bilər və 3C-SIC, bu da 3C-GAN RF cihazları üçün istifadə edilə bilər. 3C-SIC, həm də əsasən nazik filmlər və örtük materialları üçün istifadə olunan β-SIC olaraq adlandırılır. Buna görə də, β-SIC hal hazırda örtüklər üçün əsas materiallardan biridir.

3.2.Silikon karbid örtüyüHazırlıq metodu

Silikon karbid örtüklərinin, o cümlədən gel-sol metodu, çiləmə üsulu, ion şüa çiləmə üsulu, kimyəvi bulanıq reaksiya metodu (CVR) və kimyəvi buxarlanma çökmə üsulu (CVD) da daxil olmaqla bir çox seçim var. Bunların arasında kimyəvi buxar çökmə üsulu (CVD) hazırda sic örtüklərin hazırlanması üçün əsas texnologiyadir. Bu üsul, örtük və substrat arasında sıxlaşdırılması, oksidləşmə müqavimətini və substrat materialının oksidləşmə müqavimətini yaxşılaşdıran və substrat arasında yaxınlaşmağın üstünlükləri olan qaz fazası reaksiyası vasitəsilə substratın səthində əmələ gətirir.

Yüksək temperaturun çəkiliş üsulu, qrafit substratını quraşdırılmış tozda yerləşdirərək yüksək temperaturda yüksək temperaturda sürüşərək, nəhayət, yerləşdirilmiş metod adlanan substratın səthində bir sic örtük meydana gətirir. Bu metod sadə olsa da, örtük substrata sıx bağlansa da, qalınlıq istiqamətində örtüyün vahidliyi zəifdir və dəliklər oksidləşmə müqavimətini azaldır.

✔ çiləmə üsuluQrafit substratının səthində maye xammalın püskürtilməsini və bir örtük yaratmaq üçün xammalın müəyyən bir temperaturda möhkəmləndirilməsi daxildir. Bu metod ucuz olsa da, örtük substrata zəif şəkildə bağlanır və örtüyün vahidliyi, nazik qalınlığı və zəif oksidləşmə müqaviməti zəifdir və ümumiyyətlə əlavə müalicə tələb edir.

✔ ion şüası çiləmə texnologiyasıMolten və ya qismən əridilmiş materialı sprey etmək üçün bir ion şüa silahından istifadə edir, sonra bir örtük meydana gətirən bir qrafit substratının səthinə və bağlayır. Əməliyyat sadə olsa da, nisbətən sıx bir silikon karbid örtüyü istehsal edə bilər, örtük qırmaq asandır və zəif oksidləşmə müqavimətinə malikdir. Adətən yüksək keyfiyyətli SIC kompozit örtükləri hazırlamaq üçün istifadə olunur.

✔ Sol-Gel metodu, Bu üsul vahid və şəffaf Sol həllini hazırlamaq, substratın səthinə tətbiq etmək, sonra qurutma və tərləmə yaratmaq üçün qurutma və tərləmə daxildir. Əməliyyat sadə olsa da, dəyəri aşağı olsa da, hazırlanmış örtük aşağı istilik şok müqavimətinə malikdir və çatlamağa meyllidir, buna görə də ərizə diapazonu məhduddur.

✔ Kimyəvi buxar reaksiya texnologiyası (CVR): CVR SIO Buxarı yaratmaq üçün SI və Sio2 tozundan istifadə edir və karbon material substratının səthində kimyəvi reaksiya ilə bir sic örtük yaradır. Sıx bağlı bir örtük hazırlanmasına baxmayaraq, daha yüksək reaksiya temperaturu tələb olunur və dəyəri yüksəkdir.

✔ Kimyəvi buxarlanma (CVD): CVD hazırda sic örtük hazırlamaq üçün ən çox istifadə olunan texnologiya və sic örtüklər substratın səthindəki qaz fazası reaksiyaları ilə formalaşır. Bu üsulla hazırlanan örtük substratın oksidləşmə müqavimətini və absizasiya müqavimətini yaxşılaşdıran, lakin uzun bir çökmə vaxtı tələb edən və reaksiya qazının zəhərli ola biləcəyini tələb edən substrata yaxından bağlanır.

Şəkil 3.Kimyəvi buxar depostion diaqramı

4. Bazar müsabiqəsi vəYarımkeçiriciTexnoloji yenilik

SIC örtülmüş qrafit substrat bazarında, xarici istehsalçılar daha əvvəl, aşkar aparıcı üstünlükləri və daha yüksək bazar payı ilə başladı. Beynəlxalq, Hollandiya, SGL-də olan xycard, Almaniyada, Yaponiyada Toyo Tanso və ABŞ-da Memc, əsasən beynəlxalq bazarı inhisar edir. Bununla birlikdə, Çin indi qrafit substratlarının səthində bərabər böyüyən sic örtüklərin əsas texnologiyasından keçdi və keyfiyyəti daxili və xarici müştərilər tərəfindən təsdiqləndi. Eyni zamanda, həmçinin, SIC örtülmüş qrafit substratlarının istifadəsi üçün MOCVD avadanlıqlarının tələblərinə cavab verə biləcək müəyyən rəqabət üstünlükləri də var. 

Vetek yarımkeçiricisi sahəsində araşdırma və inkişafla məşğul olmuşdurSic örtüklər20 ildən çoxdur. Buna görə də SGL kimi eyni tampon qatlı texnologiyanı işə saldıq. Xüsusi emal texnologiyası vasitəsilə xidmət həyatını iki dəfədən çox artırmaq üçün qrafit və silikon karbid arasında bir tampon qat əlavə edilə bilər.