Зошто SiC обложениот графит сусцептор се неопходни за полупроводничка епитаксија

Како што полупроводничките уреди продолжуваат да се развиваат кон поголема моќност, поголема фреквенција и поголема интеграција, барањата поставени на опремата за епитаксијален раст стануваат сè попребирливи. Без разлика дали произведуваат уреди за напојување со SiC, компоненти GaN RF, LED чипови или силиконски епитаксијални наполитанки, производителите се потпираат на една критична компонента во реакторот - графитниот сензор обложен со SiC.

Иако е ретко видлива надвор од комората за реакција, оваа компонента директно влијае на униформноста на температурата на обландата, создавањето на честички, животниот век на облогата и на крајот на приносот на уредот.

Што е чувствителен графит обложен со SiC?

Графит обложен со SiC е прецизно дизајнирана графитна компонента заштитена со густа обвивка од силициум карбид со хемиско таложење на пареа (CVD).

Внатре во епитаксијален реактор, суцепторот врши неколку критични функции:

• Поддржува полупроводнички наполитанки во текот на процесот на раст
• Ја пренесува топлината рамномерно од грејачот на нафората
• Се ротира заедно со обландата за да ја подобри униформноста на филмот
• Одржува димензионална стабилност при повторено термички циклус
• Ја заштитува графитната подлога од корозивни процесни гасови

Во зависност од процесот, сенцепторите може да бидат дизајнирани како сенцептори за палачинки, сензори за буре, фиоки, носачи на нафора или прилагодени компоненти на реакторот.

Зошто да не користите гол графит?

Графитот долго време е препознаен како еден од најдобрите инженерски материјали со висока температура поради неговите:

· Одлична топлинска спроводливост

· Низок коефициент на термичка експанзија

· Стабилност на висока температура

· Лесна обработливост

· Мала густина

Сепак, голиот графит е несоодветен за директна полупроводничка обработка.

За време на епитаксијата, процесните гасови како што се H2, HCl, NH3, силинот, хлоросиланите и метално-органските прекурсори континуирано ги напаѓаат изложените површини на графит. Со текот на времето, графитот почнува да оксидира, кородира и ослободува јаглеродни честички.

Овие честички можат:

· контаминираат наполитанки,

· зголемување на густината на дефектот,

· намалување на епитаксијалната униформност,

· скратете ги интервалите за одржување на реакторот.

Затоа, речиси сите модерни полупроводнички реактори користат заштитни керамички облоги наместо изложен графит.

Зошто силициум карбид е најпосакувана облога?

Меѓу достапните материјали за обложување - вклучувајќи BN, ZrB2, TaC и разни оксидни премази - CVD силициум карбидот стана индустриски стандард бидејќи нуди одлична рамнотежа на термички, хемиски и механички својства.

Главните предности вклучуваат:

• Извонредна хемиска отпорност: Густиот SiC ги спречува корозивните гасови да стигнат до графитната подлога, драматично продолжувајќи го животниот век на компонентата.
• Одлична топлинска спроводливост: Високата топлинска спроводливост овозможува брз пренос на топлина додека одржува одлична температурна униформност низ обландата.
• Ниско несовпаѓање на термичка експанзија: Коефициентот на термичка експанзија на SiC тесно се совпаѓа со графитот, намалувајќи го внатрешниот стрес за време на повторените циклуси на загревање и ладење.
• Висока цврстина: Облогата се спротивставува на абење за време на полнење на нафора и работа на реакторот.
• Висока чистота: Висококвалитетните CVD SiC облоги ја минимизираат металната контаминација и создавањето честички - од клучно значење за напредното производство на полупроводници.

Зошто хемиско таложење на пареа (CVD)?

Постојат различни технологии за обложување, вклучувајќи:

· Плазма прскање

· Сол-гел облога

· Електрофоретско таложење

· Пакувајте ја цементацијата

· Облога со четка

Сепак, производството на полупроводници во голема мера го фаворизира Хемиското таложење на пареа (CVD) бидејќи произведува облоги со:

· исклучително висока чистота,

· одлична густина,

· униформа дебелина,

· супериорна адхезија,

· ниска порозност,

· одлична конформалност на сложени геометрии.

За разлика од прсканите облоги кои често содржат пори и слаби интерфејси, CVD SiC формира густ кристален слој хемиски врзан за графитната подлога, што резултира со значително подолг работен век при тешки услови на процесот.

Типични апликации

Графитните компоненти обложени со SiC се широко користени во:

SiC Epitaxy: Поддршка на проводни и полуизолациски наполитанки SiC за време на хомоепитаксијален раст за MOSFET, SBD и други уреди за напојување.

Силиконски епитакси: Обезбедување стабилни термички платформи за епитаксија на силиконски нафора што се користат во CMOS и производство на енергетски полупроводници.

GaN Epitaxy: Поддршка на растот GaN-on-Si и GaN-on-SiC за RF уреди, HEMT, MicroLED и електроника за напојување.

Производство на LED: Се користи во MOCVD реактори за сино, зелено, UV и MicroLED епитаксијален раст.

Заклучок

Како што процесите на полупроводници продолжуваат да се движат кон поголеми обланди, построги прозорци на процесот и помали густини на дефекти, важноста на компонентите на реакторот со високи перформанси продолжува да расте.

Графитните сензори обложени со CVD SiC станаа неопходни бидејќи ги комбинираат врвните топлински перформанси на графитот со извонредната хемиска отпорност, чистота и издржливост на силициум карбид.

Без разлика дали се работи за уреди за напојување со SiC, за GaN RF електроника, за производство на ЛЕД или за силиконска епитаксија, инвестирањето во висококвалитетни графитни компоненти обложени со SiC директно придонесува за поголем принос, подолго време на работа на опремата и пониски трошоци за производство.