सेमीकन्डक्टर निर्माणमा SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टरहरूको महत्त्वपूर्ण भूमिका र अनुप्रयोग केसहरू

सेमिसेरा सेमिकन्डक्टर विश्वव्यापी रूपमा अर्धचालक निर्माण उपकरणहरूको लागि कोर कम्पोनेन्टहरूको उत्पादन बढाउने योजना छ। 2027 सम्म, हामीले 70 मिलियन अमेरिकी डलरको कुल लगानीको साथ नयाँ 20,000 वर्ग मिटर कारखाना स्थापना गर्ने लक्ष्य राखेका छौं। हाम्रो मुख्य कम्पोनेन्टहरू मध्ये एक, दसिलिकन कार्बाइड (SiC) वेफर वाहक, एक susceptor को रूपमा पनि चिनिन्छ, महत्वपूर्ण प्रगति देखेको छ। त्यसोभए, वेफर्स समात्ने यो ट्रे वास्तवमा के हो?

वेफर निर्माण प्रक्रियामा, एपिटेक्सियल तहहरू उपकरणहरू सिर्जना गर्न निश्चित वेफर सब्सट्रेटहरूमा बनाइन्छ। उदाहरण को लागी, GaAs epitaxial तहहरू LED यन्त्रहरूका लागि सिलिकन सब्सट्रेटहरूमा तयार हुन्छन्, SiC epitaxial तहहरू SBDs र MOSFETs जस्ता पावर अनुप्रयोगहरूको लागि प्रवाहकीय SiC सब्सट्रेटहरूमा हुर्किन्छन्, र GaN epitaxial तहहरू आरएफएमटी अनुप्रयोगहरूका लागि अर्ध-इन्सुलेट SiC सब्सट्रेटहरूमा निर्माण गरिन्छ। । यो प्रक्रिया धेरै निर्भर गर्दछरासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD)उपकरण।

CVD उपकरणहरूमा, ग्यास प्रवाह (तेर्सो, ठाडो), तापक्रम, दबाब, स्थिरता, र प्रदूषण जस्ता विभिन्न कारकहरूका कारण सब्सट्रेटहरू सीधा धातु वा एपिटेक्सियल डिपोजिसनको लागि साधारण आधारमा राख्न सकिँदैन। त्यसकारण, सब्सट्रेट राख्नको लागि ससेप्टर प्रयोग गरिन्छ, CVD प्रविधि प्रयोग गरेर एपिटेक्सियल डिपोजिसन सक्षम पार्दै। यो ससेप्टर होSiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर.

SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर्स एकल-क्रिस्टल सब्सट्रेटहरूलाई समर्थन र तताउनको लागि सामान्यतया मेटल-अर्गानिक केमिकल भाप डिपोजिसन (MOCVD) उपकरणहरूमा प्रयोग गरिन्छ। थर्मल स्थिरता र एकरूपता SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर्सएपिटेक्सियल सामग्रीहरूको वृद्धि गुणस्तरको लागि महत्त्वपूर्ण छन्, तिनीहरूलाई MOCVD उपकरणहरूको मुख्य भाग बनाउँदै (अग्रणी MOCVD उपकरण कम्पनीहरू जस्तै Veeco र Aixtron)। हाल, MOCVD टेक्नोलोजी यसको सरलता, नियन्त्रणयोग्य वृद्धि दर, र उच्च शुद्धताको कारण निलो एलईडीहरूको लागि GaN फिल्महरूको एपिटेक्सियल वृद्धिमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। MOCVD रिएक्टर को एक आवश्यक भाग को रूप मा,GaN फिल्म epitaxial वृद्धि को लागी ससेप्टरउच्च-तापमान प्रतिरोध, समान थर्मल चालकता, रासायनिक स्थिरता, र बलियो थर्मल झटका प्रतिरोध हुनुपर्छ। ग्रेफाइटले यी आवश्यकताहरू पूर्ण रूपमा पूरा गर्दछ।

MOCVD उपकरणको मुख्य भागको रूपमा, ग्रेफाइट ससेप्टरले एकल-क्रिस्टल सब्सट्रेटहरूलाई समर्थन गर्दछ र तताउँछ, प्रत्यक्ष रूपमा फिल्म सामग्रीको एकरूपता र शुद्धतालाई असर गर्छ। यसको गुणस्तरले एपिटेक्सियल वेफर्सको तयारीमा प्रत्यक्ष प्रभाव पार्छ। जे होस्, बढ्दो प्रयोग र फरक काम गर्ने अवस्थाहरूको साथमा, ग्रेफाइट ससेप्टरहरू सजिलैसँग थकित हुन्छन् र उपभोग्य वस्तुहरू मानिन्छन्।

MOCVD ससेप्टर्सनिम्न आवश्यकताहरू पूरा गर्न निश्चित कोटिंग विशेषताहरू हुनु आवश्यक छ:

• - राम्रो कवरेज:संक्षारक ग्यास वातावरणमा क्षरण रोक्नको लागि कोटिंगले उच्च घनत्वको साथ ग्रेफाइट ससेप्टरलाई पूर्ण रूपमा कभर गर्नुपर्छ।
• - उच्च बन्धन बल:कोटिंगले धेरै उच्च-तापमान र कम-तापमान चक्रहरू नछोइकन सामना गर्दै, ग्रेफाइट ससेप्टरसँग कडा रूपमा बन्ड गर्नुपर्छ।
• - रासायनिक स्थिरता:उच्च-तापमान र संक्षारक वायुमण्डलमा असफलताबाट बच्न कोटिंग रासायनिक रूपमा स्थिर हुनुपर्छ।

SiC, यसको जंग प्रतिरोध, उच्च थर्मल चालकता, थर्मल झटका प्रतिरोध, र उच्च रासायनिक स्थिरता संग, GaN epitaxial वातावरणमा राम्रो प्रदर्शन गर्दछ। थप रूपमा, SiC को थर्मल विस्तार गुणांक ग्रेफाइटसँग मिल्दोजुल्दो छ, जसले SiC लाई ग्रेफाइट ससेप्टर कोटिंग्सका लागि मनपर्ने सामग्री बनाउँछ।

हाल, साधारण प्रकारका SiC मा 3C, 4H, र 6H समावेश छन्, प्रत्येक फरक अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छ। उदाहरणका लागि, 4H-SiC ले उच्च-शक्ति उपकरणहरू उत्पादन गर्न सक्छ, 6H-SiC स्थिर छ र अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ, जबकि 3C-SiC संरचनामा GaN सँग मिल्दोजुल्दो छ, यसलाई GaN एपिटेक्सियल लेयर उत्पादन र SiC-GaN RF उपकरणहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ। 3C-SiC, जसलाई β-SiC पनि भनिन्छ, मुख्यतया फिल्म र कोटिंग सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, यसले कोटिंग्सको लागि प्राथमिक सामग्री बनाउँछ।

त्यहाँ तयार गर्न विभिन्न तरिकाहरू छन्SiC कोटिंग्ससोल-जेल, इम्बेडिङ, ब्रसिङ, प्लाज्मा स्प्रेइङ, रासायनिक भाप प्रतिक्रिया (CVR), र रासायनिक भाप डिपोजिसन (CVD) सहित।

यी मध्ये, इम्बेडिङ विधि एक उच्च-तापमान ठोस चरण sintering प्रक्रिया हो। ग्रेफाइट सब्सट्रेटलाई Si र C पाउडर भएको एम्बेडिङ पाउडरमा राखेर र निष्क्रिय ग्यास वातावरणमा सिन्टेरिङ गर्दा, ग्रेफाइट सब्सट्रेटमा SiC कोटिंग बनाउँछ। यो विधि सरल छ, र कोटिंग बन्ड सब्सट्रेट संग राम्रोसँग जोडिएको छ। यद्यपि, कोटिंगमा मोटाई एकरूपताको कमी छैन र छिद्रहरू हुन सक्छन्, जसले गर्दा कमजोर अक्सीकरण प्रतिरोध हुन्छ।

स्प्रे कोटिंग विधि

स्प्रे कोटिंग विधिले ग्रेफाइट सब्सट्रेट सतहमा तरल कच्चा पदार्थहरू छर्कने र कोटिंग बनाउनको लागि एक विशेष तापमानमा तिनीहरूलाई निको पार्ने समावेश गर्दछ। यो विधि सरल र लागत-प्रभावी छ तर यसले कोटिंग र सब्सट्रेट, कमजोर कोटिंग एकरूपता, र कम अक्सिडेसन प्रतिरोधको साथ पातलो कोटिंग्स बीचको कमजोर बन्धनमा परिणाम दिन्छ, सहायक विधिहरू आवश्यक पर्दछ।

आयन बीम स्प्रे गर्ने विधि

आयन बीम स्प्रेइङले ग्रेफाइट सब्सट्रेट सतहमा पग्लिएको वा आंशिक रूपमा पग्लिएको सामग्रीहरू स्प्रे गर्न आयन बीम बन्दूक प्रयोग गर्दछ, ठोसीकरणमा कोटिंग बनाउँछ। यो विधि सरल छ र घने SiC कोटिंग्स उत्पादन गर्दछ। जे होस्, पातलो कोटिंग्समा कमजोर अक्सीकरण प्रतिरोध हुन्छ, प्रायः गुणस्तर सुधार गर्न SiC कम्पोजिट कोटिंग्सका लागि प्रयोग गरिन्छ।

सोल-जेल विधि

सोल-जेल विधिमा एक समान, पारदर्शी सोल समाधान तयार गर्ने, सब्सट्रेट सतहलाई कभर गर्ने, र सुकाइ र सिन्टेरिङ पछि कोटिंग प्राप्त गर्ने समावेश छ। यो विधि सरल र लागत-प्रभावी छ तर कम थर्मल झटका प्रतिरोध र क्र्याक को लागी संवेदनशीलता संग कोटिंग्स मा परिणाम, यसको व्यापक आवेदन सीमित।

रासायनिक वाष्प प्रतिक्रिया (CVR)

CVR ले SiO भाप उत्पन्न गर्न उच्च तापक्रममा Si र SiO2 पाउडर प्रयोग गर्छ, जसले SiC कोटिंग बनाउन कार्बन सामग्री सब्सट्रेटसँग प्रतिक्रिया गर्छ। नतिजा SiC कोटिंग बन्ड सब्सट्रेट संग कडाई, तर प्रक्रिया उच्च प्रतिक्रिया तापमान र लागत आवश्यक छ।

रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD)

CVD SiC कोटिंग्स तयार गर्ने प्राथमिक प्रविधि हो। यसले ग्रेफाइट सब्सट्रेट सतहमा ग्यास-चरण प्रतिक्रियाहरू समावेश गर्दछ, जहाँ कच्चा मालले भौतिक र रासायनिक प्रतिक्रियाहरू पार गर्दछ, एक SiC कोटिंगको रूपमा जम्मा हुन्छ। CVD ले कडा रूपमा बाँडिएको SiC कोटिंग्स उत्पादन गर्दछ जसले सब्सट्रेटको अक्सीकरण र पृथक प्रतिरोधलाई बढाउँछ। यद्यपि, CVD को लामो समयसम्म जम्मा हुन्छ र विषाक्त ग्यासहरू समावेश हुन सक्छ।

बजार अवस्था

SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर बजारमा, विदेशी उत्पादकहरूको महत्त्वपूर्ण नेतृत्व र उच्च बजार साझेदारी छ। सेमिसेराले ग्रेफाइट सब्सट्रेटहरूमा एकसमान SiC कोटिंग वृद्धिको लागि मुख्य प्रविधिहरूमाथि विजय हासिल गरेको छ, समाधानहरू प्रदान गर्ने जसले थर्मल चालकता, लोचदार मोडुलस, कठोरता, जाली दोषहरू, र अन्य गुणस्तरका समस्याहरूलाई सम्बोधन गर्दछ, MOCVD उपकरण आवश्यकताहरू पूर्ण रूपमा पूरा गर्दछ।

भविष्य आउटलुक

MOCVD epitaxial उपकरणको स्थानीयकरण र विस्तारित अनुप्रयोगहरूको साथमा चीनको अर्धचालक उद्योग द्रुत रूपमा विकास भइरहेको छ। SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर बजार चाँडै बढ्ने अपेक्षा गरिएको छ।

निष्कर्ष

कम्पाउन्ड सेमीकन्डक्टर उपकरणमा एक महत्त्वपूर्ण घटकको रूपमा, कोर उत्पादन प्रविधिमा निपुणता र SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टरहरूलाई स्थानीयकरण गर्नु चीनको अर्धचालक उद्योगको लागि रणनीतिक रूपमा महत्त्वपूर्ण छ। घरेलु SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर क्षेत्र फस्टाउँदैछ, उत्पादनको गुणस्तर अन्तर्राष्ट्रिय स्तरमा पुगेको छ।सेमिसेरायस क्षेत्रमा एक अग्रणी आपूर्तिकर्ता बन्न प्रयास गर्दैछ।