SiC vs. TaC பூச்சு: உயர்-டெம்ப் பவர் அரைச் செயலாக்கத்தில் கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர்களுக்கான அல்டிமேட் ஷீல்டு

பரந்த-பேண்ட்கேப் (WBG) குறைக்கடத்திகளின் உலகில், மேம்பட்ட உற்பத்தி செயல்முறை "ஆன்மா" என்றால், கிராஃபைட் சஸ்செப்டர் "முதுகெலும்பு" மற்றும் அதன் மேற்பரப்பு பூச்சு முக்கியமான "தோல்" ஆகும். இந்த பூச்சு, பொதுவாக டஜன் கணக்கான மைக்ரான்கள் தடிமன் கொண்டது, கடுமையான வெப்ப-ரசாயன சூழல்களில் விலையுயர்ந்த கிராஃபைட் நுகர்பொருட்களின் சேவை வாழ்க்கையை ஆணையிடுகிறது. மிக முக்கியமாக, இது எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் தூய்மை மற்றும் விளைச்சலை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

தற்போது, ​​இரண்டு முக்கிய CVD (ரசாயன நீராவி படிவு) பூச்சு தீர்வுகள் தொழில்துறையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன:சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) பூச்சுமற்றும்டான்டலம் கார்பைடு (TaC) பூச்சு. இரண்டும் முக்கியமான பாத்திரங்களைச் செய்யும் அதே வேளையில், அடுத்த ஜென் புனைகதையின் பெருகிய முறையில் கடுமையான கோரிக்கைகளை எதிர்கொள்ளும்போது அவற்றின் உடல் வரம்புகள் தெளிவான வேறுபாட்டை உருவாக்குகின்றன.

1. CVD SiC பூச்சு: முதிர்ந்த முனைகளுக்கான தொழில் தரநிலை

குறைக்கடத்தி செயலாக்கத்திற்கான உலகளாவிய அளவுகோலாக, CVD SiC பூச்சு என்பது GaN MOCVD சஸ்பெப்டர்கள் மற்றும் நிலையான SiC எபிடாக்சியல் (Epi) கருவிகளுக்கான "கோ-டு" தீர்வாகும். அதன் முக்கிய நன்மைகள் அடங்கும்:

உயர்ந்த ஹெர்மீடிக் சீல்: அதிக அடர்த்தி கொண்ட SiC பூச்சு கிராஃபைட் மேற்பரப்பின் நுண் துளைகளை திறம்பட மூடுகிறது, இது ஒரு வலுவான உடல் தடையை உருவாக்குகிறது, இது அதிக வெப்பநிலையில் கார்பன் தூசி மற்றும் அடி மூலக்கூறு அசுத்தங்களை வெளியேற்றுவதைத் தடுக்கிறது.

வெப்ப புல நிலைப்புத்தன்மை: கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்திய வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் (CTE) உடன், SiC பூச்சுகள் நிலையான 1000°C முதல் 1600°C வரையிலான எபிடாக்சியல் வெப்பநிலை சாளரத்திற்குள் நிலையாக மற்றும் விரிசல் இல்லாமல் இருக்கும்.

செலவு-செயல்திறன்: பெரும்பாலான பிரதான மின் சாதன உற்பத்திக்கு, SiC பூச்சு "இனிமையான இடமாக" உள்ளது, அங்கு செயல்திறன் செலவு-செயல்திறனை சந்திக்கிறது.

8-இன்ச் SiC செதில்களை நோக்கி தொழில்துறையின் மாற்றத்துடன், PVT (உடல் நீராவி போக்குவரத்து) படிக வளர்ச்சிக்கு இன்னும் தீவிர சூழல்கள் தேவைப்படுகின்றன. வெப்பநிலையானது முக்கியமான 2000°C வாசலைக் கடக்கும்போது, ​​பாரம்பரிய பூச்சுகள் செயல்திறன் சுவரைத் தாக்கும். இங்குதான் CVD TaC பூச்சு ஒரு விளையாட்டு மாற்றியாக மாறுகிறது:

ஒப்பிடமுடியாத வெப்ப இயக்கவியல் நிலைப்புத்தன்மை: டான்டலம் கார்பைடு (TaC) 3880°C என்ற அதிர்ச்சியூட்டும் உருகுநிலையைக் கொண்டுள்ளது. ஜர்னல் ஆஃப் கிரிஸ்டல் க்ரோத் ஆய்வின்படி, SiC பூச்சுகள் 2200°C க்கு மேல் "பொருந்தாத ஆவியாதல்"க்கு உட்படுகின்றன - அங்கு சிலிக்கான் கார்பனை விட வேகமாக பதங்கமடைகிறது, இது கட்டமைப்பு சிதைவு மற்றும் துகள் மாசுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. இதற்கு மாறாக, TaC இன் நீராவி அழுத்தம் 3 முதல் 4 வரை உள்ளதுSiC ஐ விட குறைவான அளவு ஆர்டர்கள், படிக வளர்ச்சிக்கு ஒரு பழமையான வெப்ப புலத்தை பராமரிக்கிறது.

உயர்ந்த இரசாயன செயலற்ற தன்மை: H₂ (ஹைட்ரஜன்) மற்றும் NH₃ (அம்மோனியா) உள்ளடக்கிய வளிமண்டலங்களைக் குறைப்பதில், TaC விதிவிலக்கான இரசாயன எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகிறது. உயர்-நிலை ஹைட்ரஜனில் TaC இன் வெகுஜன இழப்பு விகிதம் SiC ஐ விட கணிசமாகக் குறைவாக இருப்பதாக பொருள் அறிவியல் சோதனைகள் குறிப்பிடுகின்றன, இது த்ரெடிங் இடப்பெயர்வுகளைக் குறைப்பதற்கும் எபிடாக்சியல் அடுக்குகளில் இடைமுகத் தரத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் இன்றியமையாதது.

3. முக்கிய ஒப்பீடு: உங்கள் செயல்முறை சாளரத்தின் அடிப்படையில் எப்படி தேர்வு செய்வது

இந்த இரண்டிற்கும் இடையே தேர்ந்தெடுப்பது எளிமையான மாற்றீடு அல்ல, ஆனால் உங்கள் "செயல்முறை சாளரத்துடன்" துல்லியமான சீரமைப்பு பற்றியது.

மகசூல் மேம்படுத்தல் என்பது ஒரு பாய்ச்சல் அல்ல, ஆனால் துல்லியமான பொருள் பொருத்தத்தின் விளைவாகும். SiC படிக வளர்ச்சியில் "கார்பன் சேர்த்தல்களுடன்" நீங்கள் சிரமப்படுகிறீர்கள் அல்லது அரிக்கும் சூழல்களில் பகுதி ஆயுளை நீட்டிப்பதன் மூலம் உங்கள் நுகர்வுப் பொருட்களின் (CoC) செலவைக் குறைக்க விரும்பினால், SiC இலிருந்து TaC க்கு மேம்படுத்துவது பெரும்பாலும் முட்டுக்கட்டையை உடைப்பதற்கான திறவுகோலாகும்.

மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி பூச்சு பொருட்களின் அர்ப்பணிப்பு டெவலப்பராக, VeTek செமிகண்டக்டர் CVD SiC மற்றும் TaC தொழில்நுட்ப பாதைகளில் தேர்ச்சி பெற்றுள்ளது. "சிறந்த" பொருள் எதுவும் இல்லை என்பதை எங்கள் அனுபவம் காட்டுகிறது - ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த ஆட்சிக்கு மிகவும் நிலையான தீர்வு மட்டுமே. படிவு சீரான துல்லியமான கட்டுப்பாட்டின் மூலம், 8 அங்குல விரிவாக்கத்தின் சகாப்தத்தில் செதில் விளைச்சலின் எல்லைகளைத் தள்ள எங்கள் வாடிக்கையாளர்களுக்கு அதிகாரம் வழங்குகிறோம்.

ஆசிரியர்:செரா லீ

குறிப்புகள்:

[1] "உயர் வெப்பநிலை சூழலில் SiC மற்றும் TaC இன் நீராவி அழுத்தம் மற்றும் ஆவியாதல்," ஜர்னல் ஆஃப் கிரிஸ்டல் க்ரோத்.

[2] "வளிமண்டலத்தைக் குறைப்பதில் ரிஃப்ராக்டரி மெட்டல் கார்பைடுகளின் இரசாயன நிலைத்தன்மை," பொருட்கள் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல்.

[3] "TaC-கோட்டட் கூறுகளைப் பயன்படுத்தி பெரிய அளவிலான SiC ஒற்றைப் படிக வளர்ச்சியில் குறைபாடு கட்டுப்பாடு," மெட்டீரியல்ஸ் அறிவியல் மன்றம்.