Ano ang SIC-coated grapayt na Susceptor?

Larawan 1.Sic-coated grapayt na Susceptor

1. Epitaxial layer at ang kagamitan nito

Sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura ng wafer, kailangan nating higit na magtayo ng isang epitaxial layer sa ilang mga substrate ng wafer upang mapadali ang paggawa ng mga aparato. Ang epitaxy ay tumutukoy sa proseso ng paglaki ng isang bagong solong kristal sa isang solong kristal na substrate na maingat na naproseso sa pamamagitan ng pagputol, paggiling, at buli. Ang bagong solong kristal ay maaaring maging parehong materyal tulad ng substrate, o ibang materyal (homoepitaxial o heteroepitaxial). Dahil ang bagong solong layer ng kristal ay lumalaki sa kahabaan ng substrate crystal phase, tinatawag itong isang epitaxial layer, at ang paggawa ng aparato ay isinasagawa sa epitaxial layer. 

Halimbawa, aGaAs epitaxialAng Layer ay inihanda sa isang substrate ng silikon para sa mga aparato ng LED light-emitting; aSic epitaxialAng Layer ay lumaki sa isang conductive SIC substrate para sa pagtatayo ng SBD, MOSFET at iba pang mga aparato sa mga aplikasyon ng kuryente; Ang isang GaN epitaxial layer ay itinayo sa isang semi-insulating SIC substrate upang higit pang paggawa ng mga aparato tulad ng HEMT sa mga application ng dalas ng radyo tulad ng mga komunikasyon. Ang mga parameter tulad ng kapal ng SIC epitaxial material at background carrier concentration ay direktang matukoy ang iba't ibang mga de -koryenteng katangian ng mga aparato ng SIC. Sa prosesong ito, hindi namin magagawa nang walang kagamitan sa pag -aalis ng singaw ng kemikal (CVD).

Larawan 2. Mga mode ng paglago ng pelikula ng epitaxial

2. Kahalagahan ng SIC Coated Graphite Susceptor sa CVD Kagamitan

Sa kagamitan ng CVD, hindi namin mailalagay nang direkta ang substrate sa metal o simpleng sa isang base para sa pag -aalis ng epitaxial, sapagkat nagsasangkot ito ng maraming mga kadahilanan tulad ng direksyon ng daloy ng gas (pahalang, patayo), temperatura, presyon, pag -aayos at mga kontaminado. Samakatuwid, kailangan nating gumamit ng isang Susceptor (Wafer Carrier) upang ilagay ang substrate sa isang tray at gumamit ng teknolohiyang CVD upang maisagawa ang pag -aalis ng epitaxial dito. Ang Surceptor na ito ay ang SIC-coated grapayt na Susceptor (tinatawag ding tray).

2.1 Application ng SIC Coated Graphite Susceptor sa MOCVD Equipment

Ang SIC-coated grapayt na Susceptor ay gumaganap ng isang pangunahing papel saAng kagamitan ng metal na organikong kemikal na pag -aalis ng singaw (MOCVD)Upang suportahan at init ang solong mga substrate ng kristal. Ang thermal katatagan at thermal na pagkakapareho ng susceptor na ito ay mahalaga sa kalidad ng mga epitaxial na materyales, kaya ito ay itinuturing na isang kailangang -kailangan na pangunahing sangkap sa kagamitan ng MOCVD. Ang teknolohiyang Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) ay kasalukuyang malawakang ginagamit sa epitaxial na paglaki ng GaN manipis na pelikula sa mga asul na LED dahil mayroon itong mga pakinabang ng simpleng operasyon, nakokontrol na rate ng paglago at mataas na kadalisayan.

Bilang isa sa mga pangunahing sangkap sa kagamitan sa MOCVD, ang Vetek semiconductor grapayt na Susceptor ay may pananagutan sa pagsuporta at pagpainit ng mga solong kristal na substrate, na direktang nakakaapekto sa pagkakapareho at kadalisayan ng mga manipis na materyales sa pelikula, at sa gayon ay nauugnay sa kalidad ng paghahanda ng mga epitaxial wafers. Habang ang bilang ng mga paggamit ay nagdaragdag at nagbabago ang kapaligiran sa pagtatrabaho, ang grapayt na sustor ay madaling kapitan ng pagsusuot at samakatuwid ay inuri bilang isang maaaring maubos.

2.2. Mga Katangian ng SIC Coated Graphite Susceptor

Upang matugunan ang mga pangangailangan ng kagamitan sa MOCVD, ang patong na kinakailangan para sa grapayt ng grapayt ay dapat magkaroon ng mga tiyak na katangian upang matugunan ang mga sumusunod na pamantayan:

✔ Magandang saklaw: Ang SIC coating ay dapat na ganap na masakop ang Susceptor at magkaroon ng isang mataas na antas ng density upang maiwasan ang pinsala sa isang corrosive gas environment.

✔ Mataas na lakas ng bonding: Ang patong ay dapat na mahigpit na nakagapos sa susceptor at hindi madaling mahulog pagkatapos ng maraming mga mataas na temperatura at mababang temperatura.

✔ Magandang katatagan ng kemikal: Ang patong ay dapat magkaroon ng mahusay na katatagan ng kemikal upang maiwasan ang pagkabigo sa mataas na temperatura at kinakaing unti -unting mga atmospheres.

2.3 Mga paghihirap at mga hamon sa pagtutugma ng mga materyales sa grapayt at silikon na karbida

Ang Silicon Carbide (SIC) ay gumaganap nang maayos sa GaN epitaxial atmospheres dahil sa mga pakinabang nito tulad ng paglaban sa kaagnasan, mataas na thermal conductivity, thermal shock resistance at mahusay na katatagan ng kemikal. Ang thermal expansion coefficient nito ay katulad ng sa grapayt, na ginagawa itong ginustong materyal para sa graphite coatings coatings.

Gayunpaman, pagkatapos ng lahat,grapaytatSilicon Carbideay dalawang magkakaibang mga materyales, at magkakaroon pa rin ng mga sitwasyon kung saan ang patong ay may isang maikling buhay ng serbisyo, madaling mahulog, at pinatataas ang mga gastos dahil sa iba't ibang mga koepisyentong pagpapalawak ng thermal. 

3. Teknolohiya ng SIC Coating

3.1. Mga karaniwang uri ng sic

Sa kasalukuyan, ang mga karaniwang uri ng SIC ay may kasamang 3C, 4H at 6H, at ang iba't ibang uri ng SIC ay angkop para sa iba't ibang mga layunin. Halimbawa, ang 4H-SIC ay angkop para sa paggawa ng mga aparato na may mataas na kapangyarihan, ang 6H-SIC ay medyo matatag at maaaring magamit para sa mga aparato ng optoelectronic, at ang 3C-SIC ay maaaring magamit upang maghanda ng mga epitaxial layer at paggawa ng mga aparato ng SIC-Gan RF dahil sa katulad na istraktura sa GaN. Ang 3C-SIC ay karaniwang tinutukoy din bilang β-SiC, na pangunahing ginagamit para sa mga manipis na pelikula at mga materyales na patong. Samakatuwid, ang β-SiC ay kasalukuyang isa sa mga pangunahing materyales para sa mga coatings.

3.2.Silicon Carbide CoatingParaan ng Paghahanda

Maraming mga pagpipilian para sa paghahanda ng mga coatings ng karbida ng silikon, kabilang ang pamamaraan ng gel-sol, paraan ng pag-spray, pamamaraan ng pag-spray ng beam ng ion, pamamaraan ng reaksyon ng singaw ng kemikal (CVR) at pamamaraan ng pag-aalis ng singaw ng kemikal (CVD). Kabilang sa mga ito, ang pamamaraan ng pag -aalis ng singaw ng kemikal (CVD) ay kasalukuyang pangunahing teknolohiya para sa paghahanda ng mga coatings ng SIC. Ang pamamaraang ito ay nagdeposito ng mga coatings ng sic sa ibabaw ng substrate sa pamamagitan ng reaksyon ng phase ng gas, na may mga pakinabang ng malapit na pag -bonding sa pagitan ng patong at substrate, pagpapabuti ng paglaban ng oksihenasyon at paglaban ng ablation ng materyal na substrate.

Ang pamamaraan ng high-temperatura na sintering, sa pamamagitan ng paglalagay ng grapayt na substrate sa pag-embed ng pulbos at sintering ito sa mataas na temperatura sa ilalim ng isang inertong kapaligiran, sa wakas ay bumubuo ng isang sic coating sa ibabaw ng substrate, na kung saan ay tinatawag na paraan ng pag-embed. Bagaman ang pamamaraang ito ay simple at ang patong ay mahigpit na nakagapos sa substrate, ang pagkakapareho ng patong sa direksyon ng kapal ay mahirap, at ang mga butas ay madaling kapitan, na binabawasan ang paglaban sa oksihenasyon.

✔ Ang paraan ng pag -spraynagsasangkot ng pag -spray ng likidong hilaw na materyales sa ibabaw ng graphite substrate, at pagkatapos ay pinapatibay ang mga hilaw na materyales sa isang tiyak na temperatura upang makabuo ng isang patong. Bagaman ang pamamaraang ito ay mababa ang gastos, ang patong ay mahina na nakagapos sa substrate, at ang patong ay may mahinang pagkakapareho, manipis na kapal, at hindi magandang paglaban sa oksihenasyon, at karaniwang nangangailangan ng karagdagang paggamot.

Teknolohiya ng pag -spray ng beam ng beamGumagamit ng isang ion beam gun upang mag -spray ng tinunaw o bahagyang tinunaw na materyal sa ibabaw ng isang grapayt na substrate, na pagkatapos ay pinapatibay at mga bono upang makabuo ng isang patong. Bagaman simple ang operasyon at maaaring makagawa ng isang medyo siksik na patong na karbida ng silikon, ang patong ay madaling masira at may mahinang paglaban sa oksihenasyon. Karaniwan itong ginagamit upang maghanda ng de-kalidad na sic composite coatings.

✔ Paraan ng sol-gel, Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng paghahanda ng isang uniporme at transparent sol solution, na inilalapat ito sa ibabaw ng substrate, at pagkatapos ay ang pagpapatayo at pagsasala upang makabuo ng isang patong. Bagaman simple ang operasyon at mababa ang gastos, ang handa na patong ay may mababang thermal shock resistance at madaling kapitan ng pag -crack, kaya limitado ang saklaw ng aplikasyon nito.

✔ Technology ng Reaksyon ng Kemikal na Vapor (CVR): Ginagamit ng CVR ang Si at SIO2 na pulbos upang makabuo ng singaw ng SIO, at bumubuo ng isang sic coating sa pamamagitan ng reaksyon ng kemikal sa ibabaw ng substrate ng carbon material. Bagaman maaaring ihanda ang isang mahigpit na bonded coating, kinakailangan ang isang mas mataas na temperatura ng reaksyon at mataas ang gastos.

✔ Chemical Vapor Deposition (CVD): Ang CVD ay kasalukuyang pinaka -malawak na ginagamit na teknolohiya para sa paghahanda ng mga coatings ng SIC, at ang mga coatings ng SIC ay nabuo ng mga reaksyon ng gas phase sa ibabaw ng substrate. Ang patong na inihanda ng pamamaraang ito ay malapit na nakagapos sa substrate, na nagpapabuti sa paglaban ng oksihenasyon ng substrate at paglaban ng ablation, ngunit nangangailangan ng isang mahabang oras ng pag -aalis, at ang reaksyon ng gas ay maaaring nakakalason.

Larawan 3.Chemical vapor depostion diagram

4. Kumpetisyon sa merkado atIto semiconductorAng makabagong teknolohiya

Sa SIC Coated Graphite substrate market, nagsimula ang mga tagagawa ng dayuhan, na may halatang nangungunang mga pakinabang at isang mas mataas na bahagi ng merkado. Panloob, Xycard sa Netherlands, SGL sa Alemanya, Toyo Tanso sa Japan, at MEMC sa Estados Unidos ay mga pangunahing supplier, at karaniwang pinamamahalaan nila ang internasyonal na merkado. Gayunpaman, ang China ay nasira na ngayon sa pangunahing teknolohiya ng pantay na lumalagong mga coatings ng SIC sa ibabaw ng mga substrate ng grapayt, at ang kalidad nito ay napatunayan ng mga domestic at dayuhang customer. Kasabay nito, mayroon din itong ilang mga mapagkumpitensyang kalamangan sa presyo, na maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng kagamitan sa MOCVD para sa paggamit ng SIC coated grapayt substrates. 

Ang Vetek semiconductor ay nakikibahagi sa pananaliksik at pag -unlad sa larangan ngSic coatingspara sa higit sa 20 taon. Samakatuwid, inilunsad namin ang parehong teknolohiya ng buffer layer bilang SGL. Sa pamamagitan ng espesyal na teknolohiya sa pagproseso, ang isang layer ng buffer ay maaaring maidagdag sa pagitan ng grapayt at silikon na karbida upang madagdagan ang buhay ng serbisyo nang higit sa dalawang beses.