ஒற்றை படிக உலைகளில் டாக்-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பகுதிகளின் பயன்பாடு

விண்ணப்பம்டாக்-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பாகங்கள்ஒற்றை படிக உலைகளில்

பகுதி/1

இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) முறையைப் பயன்படுத்தி SiC மற்றும் AlN ஒற்றை படிகங்களின் வளர்ச்சியில், சிலுவை, விதை வைத்திருப்பவர் மற்றும் வழிகாட்டி வளையம் போன்ற முக்கியமான கூறுகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. படம் 2 [1] இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, PVT செயல்முறையின் போது, ​​விதை படிகமானது குறைந்த வெப்பநிலை பகுதியில் நிலைநிறுத்தப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் SiC மூலப்பொருள் அதிக வெப்பநிலைக்கு (2400 ℃ க்கு மேல்) வெளிப்படும். இது மூலப்பொருளின் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது, SiXCy சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது (முதன்மையாக Si, SiC₂, Si₂C போன்றவை உட்பட). நீராவி கட்டப் பொருள் உயர்-வெப்பநிலைப் பகுதியிலிருந்து குறைந்த-வெப்பநிலைப் பகுதியில் உள்ள விதைப் படிகத்திற்குக் கொண்டு செல்லப்படுகிறது, இதன் விளைவாக விதைக் கருக்கள் உருவாகின்றன, படிக வளர்ச்சி மற்றும் ஒற்றைப் படிகங்கள் உருவாகின்றன. எனவே, இந்தச் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பப் புலப் பொருட்கள், க்ரூசிபிள், ஃப்ளோ கைடு ரிங் மற்றும் விதை படிக வைத்திருப்பவர், SiC மூலப்பொருட்கள் மற்றும் ஒற்றை படிகங்களை மாசுபடுத்தாமல் அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்த வேண்டும். இதேபோல், AlN படிக வளர்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படும் வெப்பமூட்டும் கூறுகள் அல் நீராவி மற்றும் N₂ அரிப்பைத் தாங்க வேண்டும், அதே நேரத்தில் படிக தயாரிப்பு நேரத்தைக் குறைக்க அதிக யூடெக்டிக் வெப்பநிலையை (AlN உடன்) கொண்டிருக்க வேண்டும்.

எஸ்.ஐ.சி [2-5] மற்றும் ஏ.எல்.என் [2-3] தயாரிப்பதற்கு டிஏசி-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் வெப்ப புலம் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவது குறைந்தபட்ச கார்பன் (ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன்) மற்றும் பிற அசுத்தங்களுடன் தூய்மையான தயாரிப்புகளை விளைவிப்பதைக் காணலாம். இந்த பொருட்கள் ஒவ்வொரு பிராந்தியத்திலும் குறைவான விளிம்பு குறைபாடுகள் மற்றும் குறைந்த எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகின்றன. கூடுதலாக, மைக்ரோபோர்ஸ் மற்றும் பொறித்தல் குழிகளின் அடர்த்தி (KOH பொறிப்புக்குப் பிறகு) கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இது படிக தரத்தில் கணிசமான முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. மேலும், டிஏசி க்ரூசிபிள் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய எடை இழப்பை நிரூபிக்கிறது, அழிவில்லாத தோற்றத்தை பராமரிக்கிறது, மேலும் மறுசுழற்சி செய்ய முடியும் (200 மணிநேரம் வரை ஆயுட்காலம்), இதனால் ஒற்றை படிக தயாரிப்பு செயல்முறைகளின் நிலைத்தன்மையையும் செயல்திறனையும் மேம்படுத்துகிறது.

படம். 2. (அ) பி.வி.டி முறையால் SIC ஒற்றை படிக இங்காட் வளரும் சாதனத்தின் திட்ட வரைபடம்

(ஆ) மேல் TaC பூசப்பட்ட விதை அடைப்புக்குறி (SiC விதை உட்பட)

(இ) டாக்-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் வழிகாட்டி வளையம்

MOCVD GAN EPITAXIAL அடுக்கு வளர்ச்சி ஹீட்டர்

பகுதி/2

MOCVD துறையில் (உலோக-கரிம இரசாயன நீராவி படிவு) GaN வளர்ச்சி, ஆர்கனோமெட்டாலிக் சிதைவு எதிர்வினைகள் மூலம் மெல்லிய படலங்களின் நீராவி எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கான ஒரு முக்கியமான நுட்பம், ஹீட்டர் துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் எதிர்வினை அறைக்குள் சீரான தன்மையை அடைவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. படம் 3 (a) இல் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஹீட்டர் MOCVD உபகரணங்களின் முக்கிய அங்கமாகக் கருதப்படுகிறது. நீண்ட காலத்திற்கு (மீண்டும் மீண்டும் குளிரூட்டும் சுழற்சிகள் உட்பட) அடி மூலக்கூறை விரைவாகவும் சீராகவும் வெப்பமாக்கும் திறன், அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் (வாயு அரிப்பை எதிர்க்கும்), மற்றும் படத் தூய்மையைப் பராமரிப்பது, படப் படிவு தரம், தடிமன் நிலைத்தன்மை மற்றும் சிப் செயல்திறன் ஆகியவற்றை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது.

MOCVD GAN வளர்ச்சி அமைப்புகளில் ஹீட்டர்களின் செயல்திறன் மற்றும் மறுசுழற்சி செயல்திறனை மேம்படுத்த, TAC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் ஹீட்டர்களின் அறிமுகம் வெற்றிகரமாக உள்ளது. பிபிஎன் (பைரோலிடிக் போரோன் நைட்ரைடு) பூச்சுகளைப் பயன்படுத்தும் வழக்கமான ஹீட்டர்களுடன் முரண்படுவது, டிஏசி ஹீட்டர்களைப் பயன்படுத்தி வளர்க்கப்படும் கான் எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான படிக கட்டமைப்புகள், தடிமன் சீரான தன்மை, உள்ளார்ந்த குறைபாடு உருவாக்கம், தூய்மையற்ற ஊக்கமருந்து மற்றும் மாசு நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. மேலும், TAC பூச்சு குறைந்த எதிர்ப்பையும் குறைந்த மேற்பரப்பு உமிழ்வையும் நிரூபிக்கிறது, இதன் விளைவாக மேம்பட்ட ஹீட்டர் செயல்திறன் மற்றும் சீரான தன்மை ஏற்படுகிறது, இதன் மூலம் மின் நுகர்வு மற்றும் வெப்ப இழப்பைக் குறைக்கிறது. செயல்முறை அளவுருக்களைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், ஹீட்டரின் கதிர்வீச்சு பண்புகளை மேலும் மேம்படுத்தவும் அதன் ஆயுட்காலம் நீட்டிக்கவும் பூச்சின் போரோசிட்டியை சரிசெய்ய முடியும் [5]. இந்த நன்மைகள் MOCVD GAN வளர்ச்சி அமைப்புகளுக்கு ஒரு சிறந்த தேர்வாக TAC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் ஹீட்டர்களை நிறுவுகின்றன.

படம். 3. (அ) GAN EPITAXIAL வளர்ச்சிக்கான MOCVD சாதனத்தின் திட்ட வரைபடம்

.

(இ) 17 கான் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்குப் பிறகு டாக்-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் ஹீட்டர். 

எபிடாக்ஸிக்கான பூசப்பட்ட சசெப்டர் (செதில் கேரியர்)

பகுதி/3

SiC, AlN மற்றும் GaN போன்ற மூன்றாம் வகுப்பு செமிகண்டக்டர் செதில்களைத் தயாரிப்பதில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கியமான கட்டமைப்பு கூறுகளான செதில் கேரியர், எபிடாக்சியல் செதில் வளர்ச்சி செயல்முறைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. பொதுவாக கிராஃபைட்டால் ஆனது, செதில் கேரியர் 1100 முதல் 1600 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான எபிடாக்சியல் வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் செயல்முறை வாயுக்களிலிருந்து அரிப்பைத் தடுக்க SiC உடன் பூசப்பட்டுள்ளது. பாதுகாப்பு பூச்சுகளின் அரிப்பு எதிர்ப்பு செதில் கேரியரின் ஆயுட்காலத்தை கணிசமாக பாதிக்கிறது. உயர் வெப்பநிலை அம்மோனியாவுக்கு வெளிப்படும் போது TaC ஆனது SiC ஐ விட 6 மடங்கு மெதுவாக அரிப்பு விகிதத்தை வெளிப்படுத்துகிறது என்று சோதனை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. உயர் வெப்பநிலை ஹைட்ரஜன் சூழல்களில், TaC இன் அரிப்பு விகிதம் SiC ஐ விட 10 மடங்கு குறைவாக உள்ளது.

டிஏசியுடன் பூசப்பட்ட தட்டுகள் அசுத்தங்களை அறிமுகப்படுத்தாமல் ப்ளூ லைட் கான் மோக்விடி செயல்பாட்டில் சிறந்த பொருந்தக்கூடிய தன்மையை வெளிப்படுத்துகின்றன என்பதை சோதனை சான்றுகள் நிரூபித்துள்ளன. வரையறுக்கப்பட்ட செயல்முறை மாற்றங்களுடன், டிஏசி கேரியர்களைப் பயன்படுத்தி வளர்க்கப்படும் எல்.ஈ. இதன் விளைவாக, TAC- பூசப்பட்ட செதில் கேரியர்களின் சேவை வாழ்க்கை இணைக்கப்படாத மற்றும் SIC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் கேரியர்களை விட அதிகமாக உள்ளது.

படம். கான் எபிடாக்சியல் வளர்ந்த MOCVD சாதனத்தில் (வீகோ பி 75) பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு வேஃபர் தட்டு. இடதுபுறத்தில் உள்ள ஒன்று TAC உடன் பூசப்பட்டு வலதுபுறத்தில் ஒன்று SIC உடன் பூசப்படுகிறது.

பொதுவான தயாரிப்பு முறைTAC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பாகங்கள்

பகுதி/1

சி.வி.டி (வேதியியல் நீராவி படிவு) முறை:

900-2300 at இல், TACL5 மற்றும் CNHM ஐ டான்டலம் மற்றும் கார்பன் மூலங்களாகப் பயன்படுத்தி, வளிமண்டலத்தைக் குறைத்தல், AR₂AS கேரியர் வாயு, எதிர்வினை படிவு படம். தயாரிக்கப்பட்ட பூச்சு சிறிய, சீரான மற்றும் அதிக தூய்மை. இருப்பினும், சிக்கலான செயல்முறை, விலையுயர்ந்த செலவு, கடினமான காற்றோட்டக் கட்டுப்பாடு மற்றும் குறைந்த படிவு செயல்திறன் போன்ற சில சிக்கல்கள் உள்ளன.

பகுதி/2

ஸ்லரி சின்டரிங் முறை:

கார்பன் மூல, டான்டலம் மூல, சிதறல் மற்றும் பைண்டர் ஆகியவற்றைக் கொண்ட குழம்பு கிராஃபைட்டில் பூசப்பட்டு உலர்த்திய பின் அதிக வெப்பநிலையில் சின்டர் செய்யப்படுகிறது. தயாரிக்கப்பட்ட பூச்சு வழக்கமான நோக்குநிலை இல்லாமல் வளர்கிறது, குறைந்த செலவைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கு ஏற்றது. பெரிய கிராஃபைட்டில் சீரான மற்றும் முழு பூச்சு அடையவும், ஆதரவு குறைபாடுகளை அகற்றவும், பூச்சு பிணைப்பு சக்தியை மேம்படுத்தவும் இது ஆராயப்பட உள்ளது.

பகுதி/3

பிளாஸ்மா தெளிக்கும் முறை:

டிஏசி தூள் அதிக வெப்பநிலையில் பிளாஸ்மா வளைவால் உருகப்பட்டு, அதிவேக ஜெட் மூலம் அதிக வெப்பநிலை நீர்த்துளிகளாக அணுக்கப்பட்டு, கிராஃபைட் பொருளின் மேற்பரப்பில் தெளிக்கப்படுகிறது. வெற்றிடமற்ற கீழ் ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குவது எளிதானது, மேலும் ஆற்றல் நுகர்வு பெரியது.

TaC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பாகங்கள் தீர்க்கப்பட வேண்டும்

பகுதி/1

பிணைப்பு சக்தி:

TAC மற்றும் கார்பன் பொருட்களுக்கு இடையிலான வெப்ப விரிவாக்க குணகம் மற்றும் பிற இயற்பியல் பண்புகள் வேறுபட்டவை, பூச்சு பிணைப்பு வலிமை குறைவாக உள்ளது, விரிசல், துளைகள் மற்றும் வெப்ப அழுத்தத்தைத் தவிர்ப்பது கடினம், மேலும் பூச்சு அழுகல் கொண்ட உண்மையான வளிமண்டலத்தில் உரிக்க எளிதானது மீண்டும் மீண்டும் உயரும் மற்றும் குளிரூட்டும் செயல்முறை.

பகுதி/2

தூய்மை:

உயர் வெப்பநிலை நிலைகளின் கீழ் அசுத்தங்கள் மற்றும் மாசுபாட்டைத் தவிர்க்க TaC பூச்சு அதி-உயர்ந்த தூய்மையாக இருக்க வேண்டும், மேலும் முழுமையான பூச்சுகளின் மேற்பரப்பிலும் உட்புறத்திலும் இலவச கார்பன் மற்றும் உள்ளார்ந்த அசுத்தங்களின் பயனுள்ள உள்ளடக்க தரநிலைகள் மற்றும் குணாதிசய தரநிலைகள் ஒப்புக் கொள்ளப்பட வேண்டும்.

பகுதி/3

ஸ்திரத்தன்மை:

2300 க்கு மேல் அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மற்றும் வேதியியல் வளிமண்டல எதிர்ப்பு ஆகியவை பூச்சின் நிலைத்தன்மையை சோதிக்க மிக முக்கியமான குறிகாட்டிகளாகும். பின்ஹோல்கள், விரிசல், காணாமல் போன மூலைகள் மற்றும் ஒற்றை நோக்குநிலை தானிய எல்லைகள் அரிக்கும் வாயுக்கள் ஊடுருவி கிராஃபைட்டில் ஊடுருவிச் செல்வதற்கு எளிதானவை, இதன் விளைவாக பூச்சு பாதுகாப்பு தோல்வி ஏற்படுகிறது.

பகுதி/4

ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு:

TAC 500 than க்கு மேல் இருக்கும்போது TA2O5 க்கு ஆக்ஸிஜனேற்றத் தொடங்குகிறது, மேலும் வெப்பநிலை மற்றும் ஆக்ஸிஜன் செறிவு அதிகரிப்பதன் மூலம் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது. மேற்பரப்பு ஆக்சிஜனேற்றம் தானிய எல்லைகள் மற்றும் சிறிய தானியங்களிலிருந்து தொடங்குகிறது, மேலும் படிப்படியாக நெடுவரிசை படிகங்கள் மற்றும் உடைந்த படிகங்களை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக ஏராளமான இடைவெளிகள் மற்றும் துளைகள் உருவாகின்றன, மேலும் பூச்சு அகற்றப்படும் வரை ஆக்ஸிஜன் ஊடுருவல் தீவிரமடைகிறது. இதன் விளைவாக ஆக்சைடு அடுக்கு மோசமான வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் தோற்றத்தில் பல்வேறு வண்ணங்களைக் கொண்டுள்ளது.

பகுதி/5

சீரான தன்மை மற்றும் கடினத்தன்மை:

பூச்சு மேற்பரப்பின் சீரற்ற விநியோகம் உள்ளூர் வெப்ப அழுத்த செறிவுக்கு வழிவகுக்கும், இது விரிசல் மற்றும் சிதறல் அபாயத்தை அதிகரிக்கும். கூடுதலாக, மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை பூச்சுக்கும் வெளிப்புற சூழலுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளை நேரடியாக பாதிக்கிறது, மேலும் அதிகப்படியான கடினத்தன்மை செதில் மற்றும் சீரற்ற வெப்ப புலத்துடன் உராய்வுக்கு எளிதில் வழிவகுக்கிறது.

பகுதி/6

தானிய அளவு:

சீரான தானிய அளவு பூச்சின் ஸ்திரத்தன்மைக்கு உதவுகிறது. தானிய அளவு சிறியதாக இருந்தால், பிணைப்பு இறுக்கமாக இல்லை, மேலும் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு அரிக்கப்படுவது எளிதானது, இதன் விளைவாக தானிய விளிம்பில் ஏராளமான விரிசல்கள் மற்றும் துளைகள் ஏற்படுகின்றன, இது பூச்சின் பாதுகாப்பு செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. தானிய அளவு மிகப் பெரியதாக இருந்தால், அது ஒப்பீட்டளவில் கரடுமுரடானது, மேலும் பூச்சு வெப்ப அழுத்தத்தின் கீழ் சுட எளிதானது.

முடிவு மற்றும் எதிர்பார்ப்பு

பொதுவாக,TaC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பாகங்கள்சந்தையில் பெரும் தேவை மற்றும் பரவலான பயன்பாட்டு வாய்ப்புகள் உள்ளனTAC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பாகங்கள்சி.வி.டி டிஏசி கூறுகளை நம்புவதே பிரதான நீரோட்டத்தை உற்பத்தி செய்வது. இருப்பினும், சி.வி.டி டிஏசி உற்பத்தி உபகரணங்களின் அதிக செலவு மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட படிவு திறன் காரணமாக, பாரம்பரிய எஸ்ஐசி பூசப்பட்ட கிராஃபைட் பொருட்கள் முழுமையாக மாற்றப்படவில்லை. சின்தேரிங் முறை மூலப்பொருட்களின் விலையை திறம்பட குறைக்க முடியும், மேலும் கிராஃபைட் பகுதிகளின் சிக்கலான வடிவங்களுக்கு ஏற்ப மாற்றலாம், இதனால் வேறுபட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.