செமிகண்டக்டர் எபிடாக்ஸிக்கு SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் ஏன் அவசியம்

குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் அதிக சக்தி, அதிக அதிர்வெண் மற்றும் அதிக ஒருங்கிணைப்பை நோக்கி தொடர்ந்து உருவாகி வருவதால், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி கருவிகளில் வைக்கப்பட்டுள்ள தேவைகள் பெருகிய முறையில் தேவைப்படுகின்றன. SiC பவர் சாதனங்கள், GaN RF பாகங்கள், LED சில்லுகள் அல்லது சிலிக்கான் எபிடாக்சியல் செதில்களை உற்பத்தி செய்தாலும், உற்பத்தியாளர்கள் அணு உலைக்குள் உள்ள ஒரு முக்கியமான கூறுகளை நம்பியிருக்கிறார்கள்—SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர்.

எதிர்வினை அறைக்கு வெளியே அரிதாகவே தெரியும் என்றாலும், இந்த கூறு செதில் வெப்பநிலை சீரான தன்மை, துகள் உருவாக்கம், பூச்சு வாழ்நாள் மற்றும் இறுதியில் சாதன விளைச்சலை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

SiC-கோடட் கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் என்றால் என்ன?

ஒரு SiC-கோடட் கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் என்பது ஒரு அடர்த்தியான இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சு மூலம் பாதுகாக்கப்பட்ட துல்லிய-பொறியியல் கிராஃபைட் கூறு ஆகும்.

எபிடாக்சியல் ரியாக்டரின் உள்ளே, சஸ்பெப்டர் பல முக்கியமான செயல்பாடுகளை செய்கிறது:

• வளர்ச்சி செயல்முறை முழுவதும் குறைக்கடத்தி செதில்களை ஆதரிக்கிறது
• ஹீட்டரிலிருந்து வேஃபருக்கு ஒரே சீராக வெப்பத்தை மாற்றுகிறது
• ஃபிலிம் சீரான தன்மையை மேம்படுத்த, வேஃபருடன் சேர்ந்து சுழலும்
• மீண்டும் மீண்டும் வெப்ப சுழற்சியின் கீழ் பரிமாண நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கிறது
• கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறை அரிக்கும் செயல்முறை வாயுக்களிலிருந்து பாதுகாக்கிறது

செயல்முறையைப் பொறுத்து, சஸ்செப்டர்கள் பான்கேக் சசெப்டர்கள், பீப்பாய் சஸ்செப்டர்கள், தட்டுகள், செதில் கேரியர்கள் அல்லது தனிப்பயனாக்கப்பட்ட உலை கூறுகளாக வடிவமைக்கப்படலாம்.

வெறும் கிராஃபைட்டை ஏன் பயன்படுத்தக்கூடாது?

கிராஃபைட் நீண்ட காலமாக சிறந்த உயர் வெப்பநிலை பொறியியல் பொருட்களில் ஒன்றாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது:

· சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன்

· குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம்

· உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை

· எளிதான இயந்திரத்திறன்

· குறைந்த அடர்த்தி

இருப்பினும், வெற்று கிராஃபைட் நேரடி குறைக்கடத்தி செயலாக்கத்திற்கு பொருத்தமற்றது.

எபிடாக்ஸியின் போது, ​​H₂, HCl, NH₃, சிலேன், குளோரோசிலேன்கள் மற்றும் உலோக-கரிம முன்னோடிகள் போன்ற செயல்முறை வாயுக்கள் வெளிப்படும் கிராஃபைட் மேற்பரப்புகளைத் தொடர்ந்து தாக்குகின்றன. காலப்போக்கில், கிராஃபைட் ஆக்ஸிஜனேற்றம், அரிப்பு மற்றும் கார்பன் துகள்களை வெளியிடத் தொடங்குகிறது.

இந்த துகள்கள்:

· மாசுபடுத்தும் செதில்கள்,

· குறைபாடு அடர்த்தியை அதிகரிக்க,

எபிடாக்சியல் சீரான தன்மையைக் குறைத்தல்,

· அணுஉலை பராமரிப்பு இடைவெளிகளைக் குறைக்கவும்.

எனவே, கிட்டத்தட்ட அனைத்து நவீன குறைக்கடத்தி உலைகளும் வெளிப்படும் கிராஃபைட்டுக்குப் பதிலாக பாதுகாப்பு செராமிக் பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

சிலிக்கான் கார்பைடு ஏன் விருப்பமான பூச்சு?

BN, ZrB₂, TaC மற்றும் பல்வேறு ஆக்சைடு பூச்சுகள் உட்பட கிடைக்கக்கூடிய பூச்சு பொருட்களில் CVD சிலிக்கான் கார்பைடு தொழில்துறை தரமாக மாறியுள்ளது, ஏனெனில் இது வெப்ப, இரசாயன மற்றும் இயந்திர பண்புகளின் சிறந்த சமநிலையை வழங்குகிறது.

முக்கிய நன்மைகள் அடங்கும்:

• சிறந்த இரசாயன எதிர்ப்பு: அடர்த்தியான SiC அரிக்கும் வாயுக்கள் கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறை அடைவதைத் தடுக்கிறது, இது கூறுகளின் வாழ்நாளை வியத்தகு முறையில் நீட்டிக்கிறது.
• சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன்: உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் செதில் முழுவதும் சிறந்த வெப்பநிலை சீரான தன்மையை பராமரிக்கும் போது விரைவான வெப்ப பரிமாற்றத்தை செயல்படுத்துகிறது.
• குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கம் பொருந்தாமை: SiC இன் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் கிராஃபைட்டுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்துகிறது, மீண்டும் மீண்டும் வெப்பப்படுத்துதல் மற்றும் குளிரூட்டும் சுழற்சிகளின் போது உள் அழுத்தத்தைக் குறைக்கிறது.
• அதிக கடினத்தன்மை: செதில் ஏற்றுதல் மற்றும் உலை செயல்பாட்டின் போது பூச்சு சிராய்ப்பை எதிர்க்கிறது.
• உயர் தூய்மை: உயர்தர CVD SiC பூச்சுகள் உலோக மாசுபாடு மற்றும் துகள் உருவாக்கத்தைக் குறைக்கின்றன—மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்திக்கு முக்கியமானவை.

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) ஏன்?

பல்வேறு பூச்சு தொழில்நுட்பங்கள் உள்ளன, அவற்றுள்:

· பிளாஸ்மா தெளித்தல்

· சோல்-ஜெல் பூச்சு

· எலக்ட்ரோஃபோரெடிக் படிவு

· பேக் சிமெண்டேஷன்

· தூரிகை பூச்சு

இருப்பினும், குறைக்கடத்தி உற்பத்தியானது இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) ஐ பெரிதும் ஆதரிக்கிறது, ஏனெனில் இது பூச்சுகளை உருவாக்குகிறது:

மிக உயர்ந்த தூய்மை,

· சிறந்த அடர்த்தி,

· சீரான தடிமன்,

· உயர்ந்த ஒட்டுதல்,

· குறைந்த போரோசிட்டி,

· சிக்கலான வடிவவியலில் சிறந்த இணக்கத்தன்மை.

பெரும்பாலும் துளைகள் மற்றும் பலவீனமான இடைமுகங்களைக் கொண்டிருக்கும் தெளிக்கப்பட்ட பூச்சுகளைப் போலன்றி, CVD SiC ஆனது கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுடன் வேதியியல் ரீதியாக பிணைக்கப்பட்ட ஒரு அடர்த்தியான படிக அடுக்கை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக கடுமையான செயல்முறை நிலைமைகளின் கீழ் கணிசமாக நீண்ட சேவை வாழ்க்கை கிடைக்கும்.

வழக்கமான பயன்பாடுகள்

SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் கூறுகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

SiC Epitaxy: MOSFETகள், SBDகள் மற்றும் பிற சக்தி சாதனங்களுக்கான ஹோமோபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது கடத்தும் மற்றும் அரை-இன்சுலேடிங் SiC செதில்களை ஆதரிக்கிறது.

சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி: CMOS மற்றும் பவர் செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் சிலிக்கான் வேஃபர் எபிடாக்ஸிக்கான நிலையான வெப்ப தளங்களை வழங்குதல்.

GaN Epitaxy: RF சாதனங்கள், HEMTகள், MicroLEDகள் மற்றும் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றுக்கான GaN-on-Si மற்றும் GaN-on-SiC வளர்ச்சியை ஆதரிக்கிறது.

LED உற்பத்தி: நீலம், பச்சை, UV, மற்றும் MicroLED எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கு MOCVD உலைகளுக்குள் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முடிவுரை

செமிகண்டக்டர் செயல்முறைகள் பெரிய செதில்கள், இறுக்கமான செயல்முறை ஜன்னல்கள் மற்றும் குறைந்த குறைபாடு அடர்த்தி ஆகியவற்றை நோக்கி தொடர்ந்து நகரும் போது, ​​உயர் செயல்திறன் கொண்ட உலை கூறுகளின் முக்கியத்துவம் தொடர்ந்து வளர்ந்து வருகிறது.

CVD SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்கள் இன்றியமையாததாகிவிட்டன, ஏனெனில் அவை கிராஃபைட்டின் உயர்ந்த வெப்ப செயல்திறனை சிலிக்கான் கார்பைட்டின் சிறந்த இரசாயன எதிர்ப்பு, தூய்மை மற்றும் நீடித்துழைப்புடன் இணைக்கின்றன.

SiC பவர் சாதனங்கள், GaN RF எலக்ட்ரானிக்ஸ், LED உற்பத்தி அல்லது சிலிக்கான் எபிடாக்ஸி, உயர்தர SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் கூறுகளில் முதலீடு செய்வது அதிக மகசூல், நீண்ட உபகரணங்களின் நேரம் மற்றும் குறைந்த உற்பத்தி செலவுகளுக்கு நேரடியாக பங்களிக்கிறது.