LPE ரியாக்ஷன் சேம்பரில் ஹாஃப்மூன் என்றால் என்ன?

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) எபிடாக்ஸி அமைப்புகளில், பல முக்கிய உலை கூறுகள் குறைக்கடத்தி உற்பத்தித் தொழிலுக்கு வெளியே அறிமுகமில்லாதவையாகவே இருக்கின்றன. இந்த கூறுகளில் ஒன்று "ஹால்ஃப்மூன்" ஆகும், இது கிராஃபைட் அடிப்படையிலான கட்டமைப்பு பகுதி பொதுவாக LPE எதிர்வினை அறைகளுக்குள் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஹாஃப்மூன் ஒரு செதில் கேரியர் அல்ல என்றாலும், உயர் வெப்பநிலை எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறைகளின் போது உலை நிலைத்தன்மையை பராமரிப்பதில் இது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. SiC குறைக்கடத்தி உற்பத்தி பெரிய செதில்கள் மற்றும் கடுமையான செயல்முறை கட்டுப்பாட்டை நோக்கி நகரும் போது, ​​உள் உலை கூறுகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் பொருள் செயல்திறன் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளது.

LPE எதிர்வினை அறையைப் புரிந்துகொள்வது

LPE (Liquid Phase Epitaxy) என்பது செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு படிக வளர்ச்சி நுட்பமாகும். SiC எபிடாக்ஸி அமைப்புகளில், எதிர்வினை அறை மிகவும் கோரும் நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுகிறது:

• அதிக வெப்பநிலை
• எதிர்வினை செயல்முறை வாயுக்கள்
• நீண்ட வெப்ப சுழற்சிகள்
• கடுமையான மாசு கட்டுப்பாடு
• நிலையான எரிவாயு ஓட்ட தேவைகள்

எல்பிஇ உலைகள் போன்ற நவீன SiC எபிடாக்ஸி அமைப்புகள் நிலையான வெப்பப் புல கட்டமைப்புகள் மற்றும் எதிர்வினை அறைக்குள் வாயு ஓட்ட மேலாண்மை ஆகியவற்றை பெரிதும் நம்பியுள்ளன. வெப்பநிலை விநியோகம் அல்லது வாயு ஓட்டம் சீரான தன்மையில் சிறிய மாறுபாடுகள் கூட எபிடாக்சியல் அடுக்கு தரம் மற்றும் செதில் நிலைத்தன்மையை நேரடியாக பாதிக்கலாம்.

LPE PE1O6 SiC எபிடாக்ஸி ரியாக்டர், மேம்பட்ட SiC வேஃபர் வளர்ச்சிக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு கிடைமட்ட சூடான சுவர் அமைப்பு.

அறைக்குள், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கான கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப மற்றும் வேதியியல் சூழலை உருவாக்க பல கிராஃபைட் அடிப்படையிலான கூறுகள் ஒன்றிணைந்து செயல்படுகின்றன. ஹாஃப்மூன் இந்த துணை கட்டமைப்பு கூறுகளில் ஒன்றாகும்.

இது ஏன் "அரை நிலவு" என்று அழைக்கப்படுகிறது?

இந்த பகுதி அதன் வடிவத்தின் அடிப்படையில் அதன் பெயரைப் பெறுகிறது. பல LPE உலைகளில், வெப்ப மண்டலப் பகுதியைச் சுற்றி நிறுவப்படும் போது கூறு அரை வட்டம் அல்லது பிறை அமைப்பைப் போலவே இருக்கும்.

வெவ்வேறு உபகரண உற்பத்தியாளர்கள் சற்று வித்தியாசமான வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். சில ஹாஃப்மூன் பாகங்கள் தடிமனாக இருக்கும், சில கூடுதல் ஆதரவு கட்டமைப்புகளை உள்ளடக்கியது, மேலும் சில அறைக்குள் சுழலும் கூட்டங்களுடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

உண்மையான உலை அமைப்புகளில், வடிவவியல் பொதுவாக ஒரு உலகளாவிய தரநிலையைப் பின்பற்றுவதற்குப் பதிலாக வெப்பப் புலம் மற்றும் அறை அமைப்புடன் இணைந்து உகந்ததாக இருக்கும்.

ஹாஃப்மூன் கூறுகளின் செயல்பாடுகள்

உலை வடிவமைப்புகள் வேறுபட்டாலும், ஹாஃப்மூன் கூறுகள் பொதுவாக பல முக்கியமான செயல்பாடுகளுக்கு பங்களிக்கின்றன.

1. துணை உலை கட்டமைப்புகள்

ஒரு எபிடாக்ஸி அணுஉலைக்குள், வெப்ப சுழற்சிகளின் போது பல கிராஃபைட் பாகங்கள் மீண்டும் மீண்டும் விரிவடைந்து சுருங்கும். இதன் காரணமாக, நீண்ட உற்பத்தி ஓட்டங்களில் உள் ஆதரவு கூறுகளின் இயந்திர நிலைத்தன்மை முக்கியமானது.

சில உலை வடிவமைப்புகளில், ஹாஃப்மூன் உயர் வெப்பநிலை இயக்க நிலைமைகளின் கீழ் அருகிலுள்ள அறை கட்டமைப்புகளின் ஒப்பீட்டு நிலையை பராமரிக்க உதவுகிறது. சிறிதளவு சிதைப்பது கூட அறை சீரமைப்பை அல்லது செயல்முறையை மீண்டும் செய்யும் தன்மையை பாதிக்கலாம்.

2. வாயு ஓட்டம் நிலைப்புத்தன்மைக்கு உதவுதல்

SiC உலைக்குள் வாயு ஓட்டம் நடத்தை வெளியில் இருந்து தோன்றுவதை விட மிகவும் சிக்கலானது. அதிக வெப்பநிலையில், அறைக்குள் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய கட்டமைப்பு மாற்றங்கள் கூட உள்ளூர் ஓட்ட நிலைமைகளை மாற்றலாம்.

உலை தளத்தைப் பொறுத்து, ஹாஃப்மூன் வெப்ப மண்டலப் பகுதியைச் சுற்றி செயல்முறை வாயுக்கள் எவ்வாறு நகர்கின்றன என்பதை மறைமுகமாக பாதிக்கலாம். உலை உருவாக்கத்தின் போது உள் அறை வடிவவியல் பெரும்பாலும் கவனமாக உகந்ததாக இருப்பதற்கு இதுவும் ஒரு காரணம்.

3. வெப்ப புல ஒருங்கிணைப்பு

நவீன எபிடாக்ஸி அமைப்புகளுக்கு கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப சாய்வு தேவைப்படுகிறது. அறைக்குள் கிராஃபைட் கூறுகளின் ஏற்பாடு வெப்ப விநியோகம் மற்றும் வெப்ப செயல்திறனை பாதிக்கிறது.

அரை நிலவு கூறுகள் மறைமுகமாக பாதிக்கலாம்:

• வெப்ப பிரதிபலிப்பு
• வெப்ப சமநிலை
• உள்ளூர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை
• வெப்ப பாதுகாப்பு செயல்திறன்

பெரிய அளவிலான செதில் செயலாக்கத்திற்கு இது மிகவும் முக்கியமானது.

4. துணை இயந்திர சுழற்சி அமைப்புகள்

சில LPE அமைப்புகள் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது படிவு சீரான தன்மையை மேம்படுத்த சுழலும் கூட்டங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த கட்டமைப்புகளில், லோயர் ஹாஃப்மூன் அறைக்குள் அருகிலுள்ள சுழலும் அல்லது ஆதரவு அமைப்புகளுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம்.

அதிக வெப்பநிலை மற்றும் இரசாயன எதிர்வினை நிலைமைகளின் கீழ் அணு உலை தொடர்ந்து இயங்க வேண்டும் என்பதால் இயந்திரத் தேவைகள் மிகவும் கோரும்.

கிராஃபைட் ஏன் அணுஉலை அமைப்புகளில் இன்னும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது

இன்றும் கூட, கிராஃபைட் குறைக்கடத்தி வெப்ப புல பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் நடைமுறைப் பொருட்களில் ஒன்றாக உள்ளது. இது ஒப்பீட்டளவில் இலகுரக, சிக்கலான வடிவங்களில் இயந்திரமாக்கப்படலாம், மேலும் பல உலோகங்கள் தோல்வியடையும் வெப்பநிலையில் நிலையான பண்புகளை பராமரிக்கிறது.

உலை உற்பத்தியாளர்களுக்கு, மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், கிராஃபைட் துல்லியமான எந்திரத்திற்கு நன்கு பதிலளிக்கிறது, இது குறுகிய அறை இடைவெளிகளுக்குள் நிறுவப்பட்ட கூறுகளுக்கு முக்கியமானது.

அதே நேரத்தில், வெற்று கிராஃபைட்டுக்கும் வரம்புகள் உள்ளன. எதிர்வினை செயல்முறை வாயுக்கள் மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் வெப்ப சுழற்சி ஆகியவற்றின் நீண்ட கால வெளிப்பாட்டின் கீழ், மேற்பரப்பு படிப்படியாக சிதைந்து அல்லது துகள்களை உருவாக்கலாம். இதன் காரணமாக, பூசப்பட்ட கிராஃபைட் கட்டமைப்புகள் இப்போது நவீன SiC எபிடாக்ஸி அமைப்புகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

CVD SiC பூச்சுகளின் பங்கு

CVD SiC (ரசாயன நீராவி படிவு சிலிக்கான் கார்பைடு) பூச்சு SiC எபிடாக்ஸி அமைப்புகளில் கிராஃபைட் உலை கூறுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பூச்சு கிராஃபைட் மேற்பரப்பில் அடர்த்தியான பாதுகாப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, மேம்படுத்த உதவுகிறது:

• அரிப்பு எதிர்ப்பு
• மேற்பரப்பு தூய்மை
• எதிர்ப்பை அணியுங்கள்
• வெப்ப அதிர்ச்சி செயல்திறன்
• செயல்முறை நிலைத்தன்மை

SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் கூறுகள் இப்போது பொதுவாகக் காணப்படுகின்றன:

• சஸ்பெக்டர்கள்
• வேஃபர் கேரியர்கள்
• அறை லைனர்கள்
• எரிவாயு ஓட்ட கூறுகள்
• அரை நிலவு கூட்டங்கள்

ஏன் அதிக நிறுவனங்கள் TaC பூச்சுகளைப் படிக்கின்றன

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி வெப்ப புல பயன்பாடுகளில், குறிப்பாக உயர் வெப்பநிலை SiC செயல்முறைகளில், TaC பூச்சு அதிக கவனத்தை ஈர்க்கத் தொடங்கியது.

ஒரு காரணம் என்னவென்றால், சில அடுத்த தலைமுறை படிக வளர்ச்சி அமைப்புகள் நீண்ட செயல்முறை சுழற்சிகளில் வழக்கமான பூச்சு பொருட்கள் அதிக வெப்ப மற்றும் இரசாயன அழுத்தத்தை எதிர்கொள்ளும் நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுகின்றன.

பாரம்பரிய SiC பூச்சுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​TaC பொதுவாக அதிக வெப்பநிலையில் வலுவான இரசாயன நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகிறது. இதன் காரணமாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் உபகரண உற்பத்தியாளர்கள் எதிர்கால உயர் வெப்பநிலை உலை அமைப்புகளுக்கான அதன் திறனை தொடர்ந்து மதிப்பீடு செய்து வருகின்றனர்.

உலையைச் சுற்றியுள்ள வெப்ப காப்புப் பொருட்கள்

கட்டமைப்பு கிராஃபைட் பாகங்கள் தவிர, வெப்ப காப்பு பொருட்கள் அணு உலை செயல்திறனை வலுவாக பாதிக்கின்றன.

குறைக்கடத்தி அமைப்புகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்துகின்றன:

• மென்மையான கிராஃபைட் உணர்ந்தேன்
• திடமான கிராஃபைட் உணர்ந்தேன்
• பான் அடிப்படையிலான கார்பன் ஃபைபர் உணரப்பட்டது
• கார்பன் கலவை காப்பு பொருட்கள்

இந்த பொருட்கள் வெப்ப இழப்பைக் குறைக்கவும், நீண்ட வளர்ச்சி சுழற்சிகளின் போது நிலையான வெப்பநிலை விநியோகத்தை பராமரிக்கவும் உதவுகின்றன.

நவீன SiC Epitaxy இல் அதிகரித்து வரும் தேவைகள்

SiC தொழில்துறை 200 மிமீ செதில் தளங்களை நோக்கி நகரும் போது, ​​உள் அணு உலை கூறுகள் வெப்ப நிலைத்தன்மை, பரிமாண துல்லியம் மற்றும் மாசு கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றிற்கான கடுமையான தேவைகளை எதிர்கொள்கின்றன.

மின்சார வாகனங்கள், புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்புகள் மற்றும் உயர் அதிர்வெண் ஆற்றல் மின்னணுவியல் ஆகியவற்றின் விரைவான வளர்ச்சி SiC செதில்களுக்கான தேவையை துரிதப்படுத்துகிறது.

செதில் அளவுகள் 4-அங்குலத்திலிருந்து 6-அங்குல மற்றும் 8-அங்குல தளங்களுக்கு அதிகரிக்கும் போது, ​​உலை கூறுகள் கடுமையான தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்:

• பரிமாணத் துல்லியம்
• பூச்சு சீரான தன்மை
• வெப்ப நிலைத்தன்மை
• தூய்மை கட்டுப்பாடு
• இயந்திர நம்பகத்தன்மை

ஹாஃப்மூன் அசெம்பிளிகள் போன்ற துணை அறை கூறுகள் கூட தொழில்நுட்ப ரீதியாக மிகவும் தேவைப்படுகின்றன.

முடிவுரை

எல்பிஇ எதிர்வினை அறைக்குள் ஹாஃப்மூன் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான கிராஃபைட் அமைப்பாகத் தோன்றலாம், ஆனால் இது வெப்ப நிலைத்தன்மை, வாயு ஓட்டம் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் இயந்திர ஆதரவு உள்ளிட்ட உலை செயல்பாட்டின் பல முக்கிய அம்சங்களுக்கு பங்களிக்கிறது.

அதன் பரிணாமம் குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் பரந்த போக்குகளை பிரதிபலிக்கிறது: அதிக வெப்பநிலை, தூய்மையான செயல்முறைகள், பெரிய செதில்கள் மற்றும் மேம்பட்ட பொருள் பொறியியல்.

SiC epitaxy தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருவதால், அணு உலை கூறுகள் மற்றும் பூச்சு தொழில்நுட்பங்கள் இன்னும் சிறப்பு மற்றும் செயல்திறன் சார்ந்ததாக மாறும்.